초록
목적 : Captopril을 방사선조사와 병용하여 조기 폐손상을 감소시킬 수 있는 방사선보호제로서의 역할을 확인하고 $TNF\alpha$와 $TGF\beta1$이 방사선 보호기전에 관여하는지를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 실험동물(Sprague-Dawley 흰쥐)은 정상대조군, 실험군(방사선 단독군, Captopril과 방사선 병용군)으로 분류하였다. 실험군은 12.5 Gy의 방사선을 좌측 흉곽에 단일조사 하였다. Captopril과 방사선 병용군은 Captopril (50 mg/kg/d)을 방사선조사 1주전부터 실험종료시인 8주까지 식수에 섞어 경구 투여하였다. 실험결과는 방사선조사 2주와 8주 후에 병리조직 소견을 분석하였고 면역조직화학염색으로 $TNF\alpha$와 $TGF\beta1$의 발현을 관찰하였다. 결과 : 방사선조사 2주 후에, Captopril과 방사선 병용군은 방사선 단독군에 비해 폐포강내 출혈, 폐포 상피세포 변화, 기관지 상피세포 변화, 혈관변화, 혈관주위 부종과 같은 조직소견의 정도가 현저히 감소되었다. 방사선조사 8주 후에는 기관지 상피세포 변화와 혈관주위 부종이 방사선 단독군에 비해 적었다. Captopril과 방사선 병용군에서 방사선조사 2주후 $TNF\alpha$의 발현은 방사선 단독군과 비교시 폐포 상피세포(p<0.01) 및 폐포강의 대식세포(p<0.01)에서 현저히 감소되었고, 기관지 주변의 림프조직(p=0.06)에서는 감소하는 경향이었다. $TGF\beta1$은 폐포상피세포(p<0.02) 및 폐포강의 대식세포(p<0.02)에서 양성세포가 현저히 감소되었다. 방사선 단독군과 비해 8주후 Captopril과 방사선 병용군의 $TNF\alpha$는 차이가 없었고, $TGF\beta1$의 발현은 폐포강의 대식세포(p=0.09)에서만 감소하는 경향이었다. 결론 : 흰쥐의 폐에 Captopril을 방사선과 병용투여하여 병리조직 소견을 관찰한 결과 방사선에 의한 조기 폐손상이 감소됨을 확인할 수 있었다. 또한 방사선조사 2주 후는 $TNF\alpha$와 $TGF\beta1$의 발현이 감소하고, 8주 후에는 $TGF\beta1$ 발현의 감소가 관찰되어, Captopril이 조기 폐손상을 억제하는 방사선보호제로서 기전의 일부에 $TNF\alpha$와 $TGF\beta1$이 관여함을 확인할 수 있었다.
Purpose : It was reported that Captopril (angiotensin converting enzyme inhibitor) had an effect to reduce the pneumonitis and pulmonary fibrosis induced by radiation in rat. We peformed this study to investigate the radioprotective effect and mechanism of Captopril. Methods and Materials : The comparison was made between the radiation only group and the combined Captopril and radiation group by examining histopathologic findings and immunohistochemical stains $(TNF\alpha\;and\;TGF\beta1)$ at 2 and 8 weeks after irradiation. Each group has 8 to 10 rats (Sprague-Dawley). 12.5 Gy of X-ray was irradiated to the left hemithorax in a single fraction. Captopril (50 mg/kg/d) mixed with water was given per oral and continuously from 1 week prior to irradiation up to 8th week of the experiment. Result : In the combined Captopril and radiation group, the histopathologic changes which were hemorrhage into alveolar space, changes of alveolar epithelium, bronchial epithelium and blood vessels, and perivascular edema were less severe than in the radisation only group at 2 weeks. At 8 weeks, the alveolar epithelial changes and perivascular edema were less prominant in the combined Captopril and radiation group. At 2 weeks, the $TNF\alpha$ expression of the combined Captopril and radiation group was markedly decreased at the alveolar epithelium (p<0.01), lymphoid tissue (p=0.06) and the macrophage of alveolar space (p<0.01) compared with the radiation only group. Furthermore the $TGF\beta1$ expression was significantly prominant at the alveolar epithelium (p<0.02) and the macrophage in alveolar space (p<0.02). At 8 weeks, the expression of $TNF\alpha\;and\;TGF\beta1$ of most sites, except $TGF\beta1$ of the macrophage of alveolar space (p=0.09), showed no significant difference between 2 groups. Conclusion : This study revealed that early lung damage induced by irradiation was reduced with the addition of Captopril in the latent and early pneumonitis phase. The expression of $TNF\alpha\;and\;TGF\beta1$ at 2 weeks and $TGF\beta1$ at 8 weeks was further decreased in the combined Captopril and radiation group than the radiation only group. From these results, it may be concluded that the proinflammatoy cytokine $(TNF\alpha)$ and fibrogenic cytokine $(TGF\beta1)$ probably play the role of the radioprotective mechanism in Captopril.