The Effect of Platelets on Endothelin Production in Bovine Pulmonary Artery Endothelial Cells

혈소판이 소 폐동백 내피세포의 Endothelin 생산에 미치는 효과

Background : Endothelin(ET) is a very potent vasoconstrictive peptide produced by endothelial cells of pulmonary artery. The endothelin level was increased in plasma of primary pulmonary hypertension and acute pulmonary thromboembolism and it was suggested that the endothelin might do a critical role in the cardiopulmonary dysfunction in these two conditions. But the exact mechanism of increase of ET has not been known. In these two conditions, platelet activation and thrombosis are the main pathophysiologic findings. So there is a possibility that the platelet might stimulate endothelin secretion from endothelial cells. Therefore, we performed this study to evaluate the role of platelet and its mediators on endothelin production in bovine pulmonary artery endothelial(BPAE) cells. Method : Bovine pulmonary artery endothelial cells, ATCC certified cell line 209, were cultured and treated with human platelets($10^6{\sim}10^8/ml$), thrombin (0.1~10u/ml), TGF-${\beta}1$(1~100uM), serotonin(1~100uM), and endotoxin(1ug/ml) in a final volume of 500ul for 18 hours. Levels of ir(immunoreactive)-ET in each conditioned medium were measured by a radioimmunoassay specific for ET. Result : The increase of ir-ET levels was platelet number and time dependent over 18 hours. When washed human platelets were added($10^8/ml$), the ir-ET levels were significantly higher than that of control(p<0.05) at 8 and 18 hours after culture. Subthreshold concentration of platelets($10^7/ml$) coincubated with endotoxin(1ug/ml) or subthreshold dose of thrombin(0.1u/ml) stimulated ir-ET secretion from BPAE cells significantly(p<0.05) compared with control. Thrombin(1ug/ml, 10ug/ml) and TGF-${\beta}1$(100pM, 1000pM) significantly increased ir-ET secretion from BP AE cells(p<0.05) compared with control, but serotoin(1~100uM) and endotoxin(1ug/ml) did not stimulate the ir-ET secretion. Conclusions : Platelets stimulate endothelin secretion from bovine pulmonary artery endothelial cells. The mechanism of increase of endothelin secretion seems to be a stimulation by platelet itself or by mediators, such as TGF-${\beta}1$, secreted from activated platelets. And, in this study, the priming effect of platelets on endothelin secretion from BPAE cells could be another possibility.

연구배경 : Endothelin(이하 ET로 약함)은 폐혈관 내피세포에서 생산되며 강한 혈관 수축작용이 있는 peptide이다. 일차성 폐동맥고혈압과 급성 폐동맥색전증 환자의 혈장내 ET이 증가하고 이들 질환에서의 심폐기능장애에 ET이 중요한 역할을 하리라고 추측되나 ET증가의 기전에 대해서는 알려진 바 없다. 이들 두 질환은 모두 혈전증이 중요한 병태생리 소견이므로 저자들은 혈소판과 활성화된 혈소판에서 유리된 매개체들이 폐혈관 내피세포에서 ET 생산을 증가시킬 것이라고 가정하고 이를 확인하기 위하여 연구를 시행하였다. 방 법 : 소 폐동맥내피세포 배양배지에 혈소판, thrombin(0.1~10u/ml), transforming growth factor-${\beta}1$(TGF-${\beta}1$, 1-1000pM), serotonin(1-100uM), 및 내독소(1ug/ml)를 첨가한 후 18시간 배양하여 배지내로 유리된 immunoreactive ET(이하 ir-ET로 약함)을 방사선면역측정법으로 정량분석 하였다. 결과 : 소 폐동맥내피세포 배양 상청액내 ir-ET은 배양 시간에 비례하여 증가하였으며 혈소판 $10^8/ml$을 첨가한 군에서는 배양 8시간 및 18시간 후에 대조배지군에 비해 유의하게 높았다(p<0.05). 혈소판 첨가군에서 배양 상청액내 ir-ET은 혈소판의 수가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였고 $10^8/ml$에서는 대조배지군에 비해 유의하게 높았다 (0<0.05). Ir-ET를 증가시키지 않는 혈소판 ($10^7/ml$)에 ir-ET을 유의하게 증가시키지 않는 농도의 thrombin (0.1u/ml) 또는 내독소(1ug/ml)를 각각 첨가한 군에서 배양 상청액내 ir-ET은 배지 대조군과 단독 첨가군 (thrombin 0.1u/ml, 내독소 1ug/ml)에 비해 각각 유의하게 높았다(p<0.05). 소 폐동맥내피세포 배양 상청액내 ir-ET은 thrombin(1-10ug/ml), TGF-${\beta}1$(100-1000pM) 첨가군에서 각각 대조배지군에 비해 유의하게 높았으며 (p<0.05), serotonin(1-100uM) 첨가군은 대조배지군파 유의한 차이가 없었다. 결 론 : 소 폐동맥 내피세포에서 ET 생산을 자극하며 그 기전은 혈소판과 활성화된 혈소판에서 유리되는 TGF-${\beta}1$ 등의 매개물에 의한 내피세포의 자극으로 생각되며 이외에 혈소판에 의한 내피세포의 ET 생산 반응 조절(priming) 가능성도 추측할 수 있다.