Expression of Macrophage Migration Inhibitory Factor in Behçet's disease

Abstract

PURPOSE: Macrophage migration inhibitory factor (MIF) is a unique protein, participating in inflammation, immune response, and cell growth. Previous reports showed that MIF-173 G>C polymorphism or the MIF-794 [CATT]5-8 polymorphism and haplotypes containing these variants were associated with an increased risk for various inflammatory diseases such as psoriasis, sarcoidosis, rheumatoid arthritis, ulcerative colitis, atopic dermatitis, Behcet's disease with uveitis, and neuro-Behcet's disease. MATERIALS AND METHODS: To elucidate the influence of polymorphisms of MIF on Behcet's disease, 153 patients with Behcet's disease and 290 healthy controls were genotyped. We also performed RT-PCR analysis, ELISA, and immunohistochemical stain for MIF. The mRNAs of 83 Behcet's disease patients and 50 controls were used for RT-PCR. ELISA was performed for 60 Behcet's disease patients and 55 controls. Immunohistochemical stain was performed for 13 Behcet's disease patients, 2 psoriasis patient, and 6 erythema nodosum patients. RESULTS: We found no statistically significant differences in the genotype frequencies of the MIF-794[CATT]_(5-8) repeat polymorphism or MIF-173 G>C polymorphism between the Behcet's disease patients group and the control. MIF mRNA was not detected either in Behcet's disease patients nor in the control. Serum level of MIF , measured by ELISA, was decreased in Behcet's disease patients group compared to the normal control. Immunohistochemical analysis showed that MIF protein was present in skin lesions from patients with Behcet's disease and erythema nodosum. MIF protein was diffusely distributed throughout epidermis and subcutaneous fat, whereas in psoriasis patients, MIF protein was distributed only in epidermis. CONCLUSION: Contrary to previous reports, serum levels of MIF were decreased in patients with Behcet's disease and polymorphisms in the MIF promoter region was not associated with disease susceptibility. However, MIF may play a role in cutaneous inflammation in Behcet's disease.

목적: 대식세포 유주 저지 인자(Macrophage migration inhibitory factor, MIF)는 최초의 T 세포 유래 사이토카인으로서, 시험관 내의 모세관 (capillary tubes in vitro)으로부터 대식세포의 무작위적인 이동을 억제하며 지연형 과민반응에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 왔다. 대식세포 유주 저지 인자의 유전자 다형성(genetic polymorphism)에 따른 임상형의 차이는 류마티스성 관절염, 사르코이드증, 궤양결장염(ulcerative colitis), 알쯔하이머병, 신증후군 등 여러 질환에서 밝혀진 바 있으며 피부 질환에서는 아토피, 건선, 중증 원형 탈모증 등에서 밝혀진 바 있다. 베체트병은 구강궤양, 외음부 궤양, 포도막염 등의 세가지 증상이 특징적인 만성 염증성 질환이다. 이 병은 점막 및 피부, 눈, 심장, 혈관, 신장, 위장 그리고 신경이 침범될 수 있는 임상적 특징을 가진 매우 다양하고 복합적인 질환으로 인식되어 있으며, 호전과 악화의 재발성 질병 양상을 갖는 것이 특징이다. 베체트병의 병인은 아직까지 확실히 밝혀지지 않았지만 선천면역과 적응면역이 모두 관여하며 염증유발성 사이토카인과 Th1 형 사이토카인이 활성화되고 부착분자나 염증유발성 사이토카인에 대한 유전변이와 같은 면역이상으로 더 강력한 중성구 및 T세포 반응을 유발한다고 알려져 있다. 또한 전사인자의 세포 내 신호이상으로 외부자극에 대한 염증반응에 대한 역치를 떨어뜨린다. 적응면역도 중요한 역할을 하며 외부(연쇄구균, 초항원) 및 내부항원(열 충격 단백질, 장기 특이 단백질)에 작용하여 조직 T 세포 침착을 유발한다. 베체트병의 면역학적 병인에 널리 알려진 가설에 따르면, 여러 가지 항원에 대한 T세포의 과민반응과 이에 따른 단핵구의 활성화로 인터루킨12의 생성을 유발하고 이 사이토카인이 Th1 반응을 자극한다. 또한 비정상적인 T세포 활성화로 인해 인터루킨8, 인터루킨 17, 감마인터페론과 종양괴사인자와 같은 사이토카인에 의해 중성구가 활성화된다. 베체트병 환자에서도 포도막염이 있는 환자의 경우 대식세포 유주 저지 인자의 혈청내 발현이 높다는 보고가 있고, 신경베체트병 환자에서 뇌척수액 내의 대식세포 유주 저지 인자 발현이 높다는 연구 보고가 있다. 본 연구에서는 베체트병에서 대식세포 유주 저지 인자의 유전자 다형성에 따른 임상형의 변화와 함께, 각각의 유전자형에 따른 대식세포 유주 저지 인자 발현의 차이를 mRNA 수준에서 RT-PCR을 통해, 단백질 수준에서 ELISA와 면역조직화학염색을 통해 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 2002년 9월 이후 아주대학교 병원 피부과에 내원하여 International Study Group for Behcet's Disease에서 1990년에 발표한 진단기준과 1987년 일본 베체트병 연구회의 진단기준을 동시에 만족하여 베체트병으로 확진한 환자 427명을 대상으로 하여 말초혈액을 얻었다. 정상 대조군은 2005년 6월부터 2005년 10월에 경기도 광주시 보건소에서 실시한 비만프로그램에 참여한 정상인 중 자발적으로 본 연구에 참여의사를 밝힌 307명을 대상으로 말초혈액을 확보하였다. 면역조직화학염색에서는 상기 실험군중 13명의 환자 피부의 결절홍반 부위에서 조직을 얻고, 아주대병원 피부과에서 조직검사를 시행한 건선 환자 2명과 원발성 결절홍반 환자 6명을 대조군으로 이용하였다. 환자와 대조군의 말초혈액에서 단핵구를 분리하여 cells-to-cDNAⅡ kit (Ambion, Austin, TX)를 이용해 RNA추출과 cDNA를 동시에 합성한 후 대식세포 유주 저지 인자 mRNA에 대한 RT-PCR을 시행하였고, 혈청 내 대식세포 유주 저지 인자 농도는 ELISA kit (DMF00, Quantikine, R&D Systems, Minneapolis, MN)으로 측정하였다. 면역조직화학 검사는 monoclonal mouse antihuman MIF antibody (AF-289-PB, R&D Systems, Minneapolis, MN)을 이용하여 시행하였다. 결과: 베체트병 환자와 정상인의 혈액에서 mRNA를 분리하여 RT-PCR을 시행한 결과 mRNA의 발현은 확인 할 수 없었다. 혈청내의 대식세포 유주 저지 인자 발현을 ELISA를 통해 측정한 결과 정상인에 비해 환자군에서 통계학적으로 유의하게 감소하였음을 확인할 수 있었으나 유전자형의 변화에 따른 차이는 없었다. 환자 피부 조직에서 대식세포 유주 저지 인자의 발현을 면역조직화학염색으로 확인한 결과, 표피층과 피하지방층에서 대식세포 유주 저지 인자의 발현이 강하게 나타나는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 원발성 결절홍반 환자에서도 동일하게 나타났다. 건선환자에서도 표피층에 대식세포 유주 저지 인자의 발현이 나타나는 것을 확인할 수 있었으나, 건선환자에서는 피하지방층에서 대식세포 유주 저지 인자가 발현되지 않았다. 결론: 이전의 보고와는 다르게 베체트병 환자에서 혈청 내 MIF의 농도는 감소되어 있었으나, 베체트병 환자의 피부조직에서 MIF가 증가되어 발현되었으므로 베체트병에서 피부증상 발현에 MIF가 관련이 있는 것으로 생각한다.