Abstract
The causes of degenerative changes in allograft cardiac valves are not well known to this day. Today's preserved allografts possess highly viable endothelial cells and degeneration of allografts can be facilitated by immune reaction which may be mediated by these viable cells. To test the antigenicity of endothelial cells, pieces from aortic wall were obtained from fresh and cryo-preserved rat allograft. Timings of sampling were prior to sterilization, after sterilization, after 1, 2, 7, 14 days of fresh preservation and cryopreservation. Endothelial cells were tested by immunohistochemical methods using monoclonal antibodies to MHC class I(MRC OX-18), class II(MRC OX-6) and ICAM-1 antigens. After transplantation of each group of aortic allograft at the subcutaneous layers of rats, population of CD4$^{+}$ T cell and CD8$^{+}$ T cell were analyzed with monoclonal antibodies after 1, 2, 3, 4, 6 and 8 weeks. MHC class I expression was 23.95% before preservation and increased to 35.53~48.08% after preservation(p=0.0183). MHC Class II expression was 9.72% before preservation and 10.13~13.39% after preservation(P=0.1599). ICAM-1 expression was 15.02% before preservation and increased to 19.85~35.33% after preservation(P=0.001). The proportion of CD4$^{+}$ T-cell was 42.13% before transplantation. And this was 49.23~36.8% after transplantation in No treat group (p=0.955), decreased to 29.56~32.80% in other group(p=0.0001~0.008). In all the groups, the proportion of CD8$^{+}$ T-cell increased from 25.57% before transplantation to 42.32~58.92% after transplantation(p=0.000l~0.0002). The CD4$^{+}$/CD8$^{+}$ ratio decreased from 1.22~2.28 at first week to 0.47~0.95 at eighth week(p=0.0001). The results revealed that the expression of MHC class I and ICAM-1 in aortic allograft endothelium were increased but that of MHC class II were not changed, despite the different method of preservation. During 8 weeks after transplantation of aortic allograft, the subpopulations of CD4$^{+}$ T cell were not changed or only slightly decreased but those of CD8$^{+}$ T cell were progressively increased.ely increased.
동종동맥판의 보존기법이 발전하면서 상당한 정도의 생육성이 보존되며, 특히 면역반응의 주된 요인인 내피세포 생육성이 약 50%이상 보존되기 때문에 보존처리된 동종동맥판 내피세포의 면역능력을 평가하는것이 동종동맥판의 임상적변화의 원인을 규명하는데 필요할 것이다. 실험은 200~250gm의 Sprague-Dawley Rat를 사용하였다. Rat로부터 적출한 동맥벽을 현재 임상적으로 사용하고 있는 냉장보존법과 냉동보존법을 사용하여 2주일간 보존하였으며 보존처리전(No treat)과 멸균처리후(sterile),냉장 보존후 1(1day), 2(2day), 7(7day), 14일째(14day), 2주간의 냉동보존후(cryo)에 표본을 채취하여 보존시간에 따른 변화를 관찰하였다. 면역표현에 대한 연구를 위하여 혈관조직으로부터 내피세포를 분리한 뒤 면역조직화학검사(Immunohistochemical study)를 하였다. 혈관내피세포의 항원 표현정도를 정량적으로 분석하기 위하여 anti-MHC class I antibody(MRC OX-18)과 anti-MHC class II antibody(MRC OX-6), anti-ICAM antibody를 사용하였다. 처리된 내피세포를 Flow cytomwtry로 분석하여 항체가 부착된 내피세포의 비율을 알아냄으로써 내피세포의 항원성(antigenic expression)을 조사하였다. 또한 보존처리된 동종동맥판에 의한 생체내에서의 면역반응을 평가하기 위하여 위에서와 같은 방법으로 보존처리전(No treat), 멸균처리 후 2일 보존후(2 day), 7일 보존후(7 day), 14일 보존 후(14 day), 냉동보존(cryo)된 동종동맥판을 Mouse에 이식한 후 일정기간(1, 2, 3, 4, 6, 8주)이 경과된 시점에서 혈중의 CD4$^{+}$, CD8$^{+}$ T cell분포를 측정하였다. 이를 위하여 Mouse의 미정맥에서 채취한 혈액에 monoclonal antibody를 처리한 뒤 flow cytometry를 이용하여 lymphocyte중의 CD4$^{+}$, CD8$^{+}$ T cell 비율을 측정하였다. 내피세포의 MHC Class I 표현정도는 No treat에서 23.95%였고, sterile에서 48.08%로 증가한 뒤 14day 까지 36.02%로, cryo에서도 35.53% 로 증가되어 있었다(p=0.0183). MHC Class II 표현정도는 No treat에서 9.72%, sterile에서 10.13%이였고 14day 에서 10.27%, cryo 에서 13.39% 였다(P=0.1599). ICAM-1 표현정도는 No treat에서 15.02%, sterile에서 19.85%였고, 14day에서 35.33%, cryo에서 34.67% 로 증가하였다(P=0.001). 정상 Mouse에서 CD4$^{+}$, CD8$^{+}$ T-cell분포는 각각 42.13%, 25.57% 였고 CD4$^{+}$/CD8$^{+}$ ratio는 1.64였다. 동종동맥을 이식받은 Mouse의 정맥혈중 CD4$^{+}$ T-cell분포는 No treat군에서 1주에서 8주사이에 49.23% 에서 36.8%사이로 변화를 보이지 않았고(p=0.955), 2 day군에서는 30.36%로 감소하였고(p=0.0001), 7day군에서는 32.8%로 감소하였고(p=0.008), 14 day 군은 26.92%로 감소(p=0.0001), cryo군은 29.56%로 감소하였다(p=0.0018). CD8$^{+}$T-cell은 모든 군에서 1주에서 8주 사이에 42.32%에서 58.92%사이로 증가하였다(p=0.0001~0.0002). CD4$^{+}$/CD8$^{+}$ ratio는 모든 군에서 1주에 1.22 에서 2.28 사이에 있었으나 8주후에는 모든 군에서 0.47에서 0.95 사이로 감소하였다(p=0.0001). 즉, 보존처리된 동종동맥판의 내피세포는 보존처리과정의 초기에는 MHC class I과 II항원효과를 동시에 보이고, 보존기간이 길어지면서 MHC class II항원효과는 변함이 없으나 MHC class I 항원효과는 증가함을 알 수 있다. 또한 CD4$^{+}$ T-cell은 보존처리 기간 중 소폭의 변환를 보임에 반하여 CD8$^{+}$ T-cell은 보존처리된 기간에 관계없이 이식된 후 8주간에 걸쳐 지속적으로 증가함을 알 수 있다. 4$^{\circ}C$에 냉장보존한 군과 냉동보존한 군간에는 차이가 없었다. 이와같은 결과를 볼 때 동종동맥판을 체내에 이식할 경우 내피세포에 의한 MHC class I 항원효과가 지속적으로 유지되고 있음을 추측할 수 있다.