Autoantibodies From Patients With Nonallergic Asthma Cause Cytotoxic Injury To Airway Epithelial Cells.

Abstract

RATIONALE: Increased levels of IgG autoantibodies to airway epithelial cells in serum samples of nonallergic asthma compared to allergic asthma and healthy controls have been reported. And a possible involvement of autoimmune response against bronchial epithelial cell antigen in the pathogenesis of nonallergic asthma has been suggested. To evaluate a functional significance of autoimmune response to airway epithelial cells in the pathogenesis of nonallergic asthma, we examined autoantibody-mediated cytotoxicity to airway epithelial cells using purified IgG antibodies from patients with nonallergic asthma. METHODS: IgG antibodies were purified from patients with nonallergic asthma using by protein A column. IgG antibody-mediated cytotoxicity to cultured human airway epithelial cells (A549) was examined by microcytotoxicity assay using Terasaki tray. The cytotoxicities were expressed as % cell death. RESULTS: Purified IgG antibodies from patients with nonallergic asthma caused cytotoxic injury to airway epithelial cells in a dose-dependent manner. No significant cytotoxic injury to airway epithelial cells was observed by purified IgG antibodies from healthy controls. The cytotoxicities (% cell death) by IgG antibodies from nonallergic asthma (23.6 ± 5.0 %) were significantly higher than the cytotoxicities of IgG antibodies from healthy controls (9.6 ± 3.2 %) and allergic asthma (12.5 ± 2.9 %)(p<0.05). Incubation of IgG antibodies from patients with nonallergic asthma with airway epithelial cell proteins immobilized to solid phase (but not by bovine serum albumin) significantly inhibited the IgG antibody-mediated cytotoxicity to airway epithelial cells (p<0.05). CONCLUSION: This finding suggests a possible involvement of autoantibody-mediated cytotoxicity to airway epithelial cells in the pathogenesis of nonallergic asthma.

비알레르기성 천식 환자의 혈액 검체 안에는 알레르기성 천식 환자나 정상인에 비해 IgG 자가항체가 증가되어 있다고 보고된 바 있다. 이에 따라 비알레르기성 천식의 발병기전에서 기도상피세포내의 자가항원에 대한 자가면역기전이 관여할 가능성이 제시되고 있다. 본 연구에서는 비알레르기성 천식의 병인 기전에서 기도상피세포에 대한 자가면역반응의 기능적인 역할을 확인하기 위해서 정상인 12명, 알레르기성 천식환자 9명, 비알레르기성 천식환자 10명의 혈청으로부터 IgG 항체를 분리하여 기도상피세포에 대한 자가항체 매개 세포독성 연구를 시행하였다. Protein A column을 이용하여 비알레르기성 천식 환자와 알레르기성 천식 환자, 그리고 정상인의 혈청으로부터 IgG 항체를 순수분리 하였다. 사람 기도상피세포주 (A549)에 대한 IgG 항체 매개 세포독성 실험은 Terasaki plate를 이용하여 microcytotoxicity assay를 시행하였다. 기도상피세포에 대한 독성의 정도는 % cell death로 나타내었다. 비알레르기성 천식 환자에서 분리한 IgG 항체는 농도가 증가함에 따라 용량 의존적으로 기도상피세포에 대한 세포독성이 증가하였다. 10명의 비알레르기성 천식 환자의 IgG 항체에 의한 세포 독성(23.58 ± 5.0 %)은 12명의 정상인(9.56 ± 3.2 %)과 9명의 알레르기성 천식 환자(12.48 ± 2.9 %)에 비교해 유의하게 높았다 (p<0.05). 비알레르기성 천식 환자의 혈액으로부터 순수 분리한 IgG 항체를 유전자 재조합 사람 cytokeratin 18 단백질과 유전자 재조합 사람 α-enolase 단백질에 미리 흡착시킨 경우 기도상피세포에 대한 IgG 항체 매개에 의한 세포 독성이 유의하게 감소함을 확인할 수 있었다 (p<0.05). 이러한 결과는 비알레르기성 천식 환자의 자가항체에 의한 병인기전에서 기도상피세포에 대한 세포독성 기전이 관여할 가능성을 시사한다.