교신저자：김진영, 431-070 경기도 안양시 동안구 평촌동 896번지  한림대학교 의과대학 이비인후-두경부외과학교실
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서     론

   상악동 후비공 비용은 상악동 점막에서 기원하여 상악동의 부공 또는 자연공을 통해 빠져나와 후비공과 비인강으로 돌출하는 모양의 단일 비용으로 만성부비동염에서 보이는 비용과는 조직학적으로 약간의 차이를 보이고 있다.¹⁾ 비용 및 상악동 후비공 비용의 생성에 관하여는 정확한 기전이 알려져 있지 않으나, 세포외 기질의 축적과 염증세포의 침윤이 중요한 역할을 하는 것으로 추정된다.²⁾ 
   Matrix metalloproteinase(MMP)는 아연과 칼슘 의존 엔도펩티다아제(endopeptidase)의 일종으로 결체 조직들의 여러 구성성분을 분해하여 염증반응, 조직재형성, 상처 재생과정, 암전이 같은 생리학적인, 병적인 상태에 관여하고 있다.³⁾ MMP 중 MMP-2(gelatinase A)와 MMP-9(gelatinase B)은 type IV collagenase의 일종으로 젤라틴, 콜라겐, 일라스틴 등을 분해한다.⁴⁾ MMP-2는 거의 모든 세포에서, MMP-9은 대식세포(macrophage), 호산구(eosinophil), 호흡기 상피세포에서 분비되는 것으로 알려져 있으며, 이들은 미세혈관의 투과성을 변화시켜, 부종이나 세포의 이동, 세포외 기질의 재형성에 관여하고 있다.⁵⁾ 
   비용 및 상악동 후비공 비용은 기질의 축적과 염증세포의 침윤을 특징으로 하고 있다. 그러므로 저자들은 비용의 형성에 MMP가 어떠한 역할을 할 것이라 가정하여 본 연구를 진행하였다. 저자들은 비용조직과 상악동 후비공 비용에서 MMP-2, MMP-9이 어떻게 발현되는지 알아보기 위해 정상 하비갑개 조직과 비용조직, 상악동 후비공 비용에서 MMP-2, MMP-9의 발현 양상을 면역조직학적 염색법으로 비교 연구하였다. 

대상 및 방법

대  상
   2004년 1월부터 2005년 5월까지 본원 이비인후과학교실에서 임상 및 조직검사로 진단된 비용(n=13) 및 상악동 후비공 비용(n=10) 환자에게서 채취한 조직을 대상으로 하였다. 상악동 후비공 비용은 비강 내의 조직을 대상으로 하였다. 비용 및 상악동 후비공 비용군은 알레르기 비염이 동반되지 않은 군으로, 수술 전 2주 이상 항생제, 항히스타민제, 국소 혹은 경구용 스테로이드제제 등의 약물 치료를 피하였다. 대조군으로는 비중격 만곡증 및 코골이 환자 10명에서 채취한 하비갑개 조직을 이용하였다. 

MMP-2/-9에 대한 면역조직화학 염색
   10% 중성 포르말린 고정, 파라핀에 포매한 조직으로 통상적인 면역조직화학적 검색인 streptavidin-biotin peroxidase 검색법(LSAB, Dako)을 시행하였다. 일차항체는 MMP-2, MMP-9 단백에 반응하는 래빗 다클론 항체(Sigma, St. louis, MO)를 각각 1：100, 1：400으로 희석하였다. 5 μm 두께로 파라핀 포매조직을 박절하고 59℃ 보온기에서 30분간 처리 후 자일렌(xylene)에서 5분간 탈파라핀 시킨 후 100%, 95%와 75% 알코올을 순차적으로 3분간 처리 후 증류수로 수세하였다. 전처치로 MMP-2는 4분간 protease로 처치한 후 일차항체를 실온에서 1시간 반응시켰으며, MMP-9은 citrate buffer에 5분씩 4회, microwave로 처리한 후 일차항체를 실온에서 1시간 반응시켰다. 일차항체를 반응시키고 PBS로 수세한 후 biotin이 부착된 이차항체에 20분 동안 반응시키고 수세한 후 다시 streptavidin peroxidase로 20분간 처리하였다. Diaminobenzidine tetrachloride(DAB)(Vector Labo-ratories, Berlingame, CA)를 5~10분간 도포하여 발색하고 10% Mayer's hematoxylin으로 대조염색 후 광학현미경으로 관찰하였다. 양성 대조군으로는 유방의 선암종 조직을 사용하여 같은 방법으로 염색하였다. 음성 대조군으로는 일차항체 대신 인산완충용액을 사용하여 같은 방법으로 시행한 후 관찰하였다.

MMP-2/-9에 대한 면역염색의 분석
   면역염색의 강도 분석을 위해 임의의 10개의 시야(final magnification：200배)에서 상피세포, 혈관내피세포, 선세포의 염색비율을 측정하였으며, 염증세포는 400배 확대된 시야에서 염증이 가장 심한 곳에서 염색된 염증세포의 수를 측정하였다. 상피세포, 혈관내피세포, 선세포, 염증세포에서 비용군과 하비갑개군, 상악동 후비공 비용과 하비갑개군에 염색 비율의 차이가 있는지 비교하였으며, 염색된 염증세포의 수를 비교하였다.

통계학적 분석
   모든 통계처리는 SPSS version 10(SPSS Inc. Chicago, IL)을 이용하였다. 통계학적 분석은 Mann-Whitney U test를 이용하였으며 통계학적 유의성은 p<0.05를 기준으로 하였다.

결     과

   하비갑개 조직에서 MMP-2, MMP-9은 상피세포, 선세포, 혈관내피세포, 염증세포에서 약하게 발현되었으며, 상피세포에서는 주로 기저층에서 발현되었다. 혈관내피세포에서는 거의 발현이 관찰되지 않았으며, 선세포에서는 MMP-9이 MMP-2보다 약간 증가된 발현이 관찰되었다(Fig. 1). 염증세포에서는 염증세포의 수가 적어 염색된 염증세포는 미미하였다. 
   상악동 후비공 비용에서는 선세포를 거의 관찰할 수 없었으며, MMP-2는 대조군에 비해 혈관내피세포에서 증가된 염색이 관찰되었으며(p<0.01), MMP-9은 대조군에 비해 혈관내피세포(p<0.01)와 염증세포(p<0.05)에서 통계학적으로 유의하게 강하게 발현되었다(Figs. 2, 5 and 6).
   비용조직에서는 MMP-2는 대조군에 비해 상피세포, 선세포, 혈관내피세포, 염증세포에서 많은 염색비율을 보였으나 통계학적으로 유의성은 보이지 않았다(Figs. 3, 5 and 6). MMP-9은 대조군에 비해 선세포(p<0.01)와 염증세포(p<0.01)에서 통계학적으로 유의하게 강한 발현을 보였다(Figs. 4, 5 and 6). 상악동 후비공 비용에서는 혈관내피세포에서 MMP-2/-9, 비용에서는 선조직에서 MMP-9, 염증세포에서는 두 군 모두 MMP-9의 발현이 통계학적으로 유의하게 강한 발현을 보였다(Figs. 5 and 6).

고     찰

   상악동 후비공 비용과 만성 부비동염에서 보이는 비용은 만성 염증과 기질의 축적을 특징으로 하고 있다. 하지만 두 조직은 다른 양상을 많이 보이고 있는데, 상악동 후비공 비용은 inducible nitric oxide synthase의 분포,⁶⁾ arachidonic acid metabolites의 대사에⁷⁾ 있어 비알러지 비용과 다른 양상을 보이고 있다. 조직학적인 면에서도, 분비선을 거의 보이지 않고 비용에 비해 적은 호산구를 나타내고 있는 것으로 알려져 있다.¹⁾ 이번 연구에서는 기질의 축적과 재형성의 측면에서 MMP-2/-9의 역할을 알아보기 위해, MMP-2/-9의 면역조직화학 염색을 실시하였고 발현 양상 비교하였다. 
   연구결과 비용조직에서 MMP-9은 대조군보다 선세포, 염증세포에서 발현이 증가하였다. Emmanuele 등의 결과에서도 MMP-9은 MMP-2에 비해 상피세포, 혈관내피세포, 선, 염증세포에서 증가된 발현을 보였다.⁸⁾ Watelet 등의 만성부비동염과 비용조직에서 시행한 MMP-7, MMP-9, TIMP-1의 발현 연구에서도 MMP-9은 정상 하비갑개 조직보다 만성부비동염과 비용조직에서 증가된 양상을 보였으며, MMP-7/-9과 TIMP-1의 발현 양상이 정상군에 비해 다르게 관찰되었다고 보고하였다.⁹⁾ Bhandari 등은 비용조직에서 실시한 RT-PCR과 면역조직화학염색상 MMP-2만이 비용에서 발현되었다고 보고하였다.¹⁰⁾ MMP-9이 전혀 발현이 안된 것은 본 연구결과와 이전의 연구결과와도 많은 차이를 보이는 것이라 생각된다. 
   만성 부비동염에서는 염증성 싸이토카인이 증가되어 있으며, 염증성 싸이토카인은 in vitro상 MMP의 분비를 촉진시킨다고 알려져 있다.¹¹⁾ 이러한 염증세포에서 MMP-9의 발현이 증가되었으며, 염증 시에는 염증세포 이외에 호흡기 상피세포, 섬유모세포, 혈관 내피세포 등 다양한 세포에서 MMP-9을 분비한다. 염증세포에 의해 증가된 MMP-9은 내피세포와 상피 기저막을 파괴하여 혈관 투과성을 증가시키고, 기저막을 통한 염증세포의 이동을 촉진시키며, 염증성 싸이토카인의 활성화를 통하여, 염증을 더욱 심화시킬 수 있다. 또한 MMP-9은 천식,¹²⁾ 급성 폐 손상,¹³⁾ 알러젠 반응 후기 반응 시 증가하는 것으로¹⁴⁾ 볼 때 상하기도 호흡기의 조직, 세포외 기질 재형성에 관여할 것으로 생각된다.
   상악동 후비공 비용에서는 혈관내피세포에서 MMP-2와 MMP-9의 발현이 증가되었으며, 염증세포에서는 MMP-9의 발현이 증가되었다. 상악동 후비공 비용의 혈관내피세포에서 MMP-2/-9의 증가된 발현은 비용과의 차이점이라 볼 수 있다. 이는 상악동 후비공 비용이 비용조직보다 심한 부종과 많은 혈관을 보였으며, 전자 현미경상 상악동 후비공 비용은 손상된 혈관내피세포를 특징으로 하기 때문이라 생각된다.¹⁾
   결론적으로 이번 연구에서는 상악동 후비공 비용에서는 증가된 MMP-2/-9의 발현을 모두 관찰할 수 있었으며, MMP-2/-9 모두 상악동 후비공 비용 생성에 관여할 것으로 생각된다. 만성 부비동염의 비용에서는 MMP-9이 선조직, 염증세포에서 증가된 발현을 보였으며, MMP-9은 MMP-2보다 비용 생성 및 재형성에 더 많은 관여를 할 것으로 생각된다. 

1. Ozcan C, Zeren H, Talas DU, Kucukoglu M, Gorur K. Antrochoanal polyp: A transmission electron and light microscopic study. Eur Arch Otorhinolaryngol 2005;262:55-60. 

2. Maldonado M, Martinez A, Alobid I, Mullol J. The antrochoanal polyp. Rhinology 2004;42:178-82.

3. Delacourt C, Le Bourgeois M, D'Ortho MP, Doit C, Scheinmann P, Navarro J, et al. Imbalance between 95 kDa type IV collagenase and tissue inhibitor of metalloproteinases in sputum of patients with cystic fibrosis. Am J Respir Crit Care Med 1995;152:765-74. 

4. Hoshino M, Nakamura Y, Sim J, Shimojo J, Isogai S. Bronchial subepithelial fibrosis and expression of matrix metalloproteinase-9 in asthmatic airway inflammation. J Allergy Clin Immunol 1998;102:783-8. 

5. Okada S, Kita H, George TJ, Gleich GJ, Leiferman KM. Migration of eosinophils through basement membrane components in vitro: Role of matrix metalloproteinase-9. Am J Respir Cell Mol Biol 1997;17:519-28.

6. Ozcan C, Apa DD, Pata YS, Gorur K, Akbas Y. Expression of inducible nitric oxide synthase in antrochoanal polyps. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 2003;67:383-8.

7. Jang YJ, Rhee CK, Oh CH, Ryoo HG, Kim HG, Ha M. Arachidonic acid metabolites in antrochoanal polyp and nasal polyp associated with chronic paranasal sinusitis. Acta Otolaryngol 2000;120:531-4.

8. Lechapt-Zalcman E, Coste A, d'Ortho MP, Frisdal E, Harf A, Lafuma C, et al. Increased expression of matrix metalloproteinase-9 in nasal polyps. J Pathol 2001;193:233-41.

9. Watelet JB, Bachert C, Claeys C, Van Cauwenberge P. Matrix metal-loproteinases MMP-7, MMP-9 and their tissue inhibitor TIMP-1: Expression in chronic sinusitis vs nasal polyposis. Allergy 2004;59:54-60.

10. Bhandari A, Takeuchi K, Suzuki S, Harada T, Hayashi S, Imanaka-Yoshida K, et al. Increased expression of matrix metalloproteinase-2 in nasal polyps. Acta Otolaryngol 2004;124:1165-70.

11. Namba M, Asano K, Kanai K, Kyo Y, Watanabe S, Hisamitsu T, et al. Suppression of matrix metalloproteinase production from nasal fibroblasts by fluticasone propionate in vitro. Acta Otolaryngol 2004;124:964-9.

12. Dahlen B, Shute J, Howarth P. Immunohistochemical localisation of the matrix metalloproteinases MMP-3 and MMP-9 within the airways in asthma. Thorax 1999;54:590-6.

13. Gibbs DF, Shanley TP, Warner RL, Murphy HS, Varani J, Johnson KJ. Role of matrix metalloproteinases in models of macrophage-dependent acute lung injury. Am J Respir Cell Mol Bi Biol 1999;20:1145-54.

14. Kelly EA, Busse WW, Jarjour NN. Increased matrix metalloproteinase-9 in the airway after allergen challenge. Am J Respir Crit Care Med 2000;162:1157-61.