흰쥐에서 DD-PCR 방법을 이용한 Na^(+)/HCO_(3)^(-)-Cotransporter 유전자의 동정 = Cloning and expression of sodium-bicarbonate cotransporter isoform in rat

국문 초록 (Abstract)

칼슘 결핍은 신장과 신체 성장에 서로 반대되는 결과를 초래하고 이온수송에 관여하는 효소들의 발현에 영향을 미친다고 한다. 본 연구는 저칼륨혈증시 유도되는 새로운 유전자의 특성 연구를 위해 mRNA 수준에서 특이하게 발현되는 유전자를 탐색하는데 유용하게 쓰이는 DD-PCR (Differential Display Polymerase Chain Reaction) 방법을 이용하여 흰쥐 NBC-1의 새로운 동위효소를 찾았고 이 유전자의 신장 및 원위결장에서의 발현 및 분포와 저 칼륨혈증시 이 유전자 발현의 변화를 Northern 분석과 in situ hybridization 조직화학 방법으로 알아보고자 하였다.
이 유전자는 약 7.6 Kb 크기로 흰쥐 NBC-1과는 매우 유사하였다. 5'-UTR에서 55개의 b.p를 가지고 있고 ORF (open reading frame) 는 3,105개 b.p, 즉 1,035개의 아미노산, 3'-UTR에서는 4173개의 b.p를 가지고 있었다. ORF에서는 NBC-1과 비교하여 1967번째와 2213번째에서 T가 C로, 2242번째에서 A가 G로, 2275번째에서 C가 G로 4개의 nucleotide가 전환되었으며 아미노산에서도 해당부위 즉, 656번째 Phe은 Ser으로, 738번째 Leu은 Pro으로, 748번째 Thr은 Ala으로 그리고 759번째 Pro은 Ala으로 전환되었다. Northern 분석소견에서 뇌와 신장에서 아주 강한 signal을 관찰할 수 있었고 그 다음으로 원위결장, 방광 및 심장 순으로 미약하게 관찰되었으나 위, 간, 폐 및 침샘에서는 발현되지 않았다. 뇌, 신장 및 원위결장에서 칼륨제한 식이 3일 후에 상당히 발현이 증가되었으며 그 이후에는 일정한 수준을 유지하고 있었다. in situ hybridization 조직화학 소견에서 신장 근위요세관의 S₃부위, 원위곡요세관 및 피질집합관에서는 강한 hybridization signal을 관찰할 수 있었고 수질집합관, 피질 및 수질상행후각에서는 증등도의 signal을 관찰할 수 있었다. 원위결장에서는 하 ⅓의 장선에서 강한 hybridization을, 중 ⅓의 장선에서는 증등도의 signal을 관찰할 수 있었다. 그러나 표면상피세포나 상 ⅓의 장선에서는 hybridization signal을 관찰할 수 없었다.
이상의 결과로 보아 본 연구에서 clone된 유전자는 새로운 NBC-1 동위효소라는 것이고 저칼륨혈증 동안에 신장 근위요세관의 S₃부위, 원위곡요세관, 집합관, 피질 및 수질상행후각, 원위결장의 장선 그리고 뇌에서 HCO₃^- 수송에 중요한 역할을 할 것으로 생각되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The potassium depletion has remarkable and opposite effect on kidney and body growth and has affected the expression of the several ion transporters. Previously, Ahn et al have reported the HK alpha 1 and 2 subunit genes were upregulated in the hypokalemic rat kidney. To clone the unreported genes expressed in potassium deficiency, differential display PCR-based cloning strategy was used in normal and potassium-depleted rat kidney and a novel gene was isolated.
Sequence analysis with blast search program identified a cDNA clone encoding an isoform of kidney sodium bicarbonate cotransporter-1. The tissue and cellular expression pattern of this gene were investigated with Northern analyses and in situ hybridization histochemistry (ISH) in normal and hypokalemic rats. This novel transcript was highly expressed in kidney and brain and at lower levels in distal colon, urinary bladder, and heart but not in salivary gland, stomach, liver, and lung in normal rat. In potassium-depleted rat, this transcript was upregulated in kidney, brain and distal colon. By, ISH, cellular distribution of this gene was highly expressed in S₃segment of proximal tubule, distal convoluted tubule, and cortical collecting duct of kidney and lower third intestinal glands of distal colon but at lower levels in cortical and medullary thick ascending limb and medullary collecting duck of kidney and middle third of intestinal glands of distal colon.
From these results, this candidate gene may play an important role in HCO₃^- transport by these organs during potassium depletion.

목차 (Table of Contents)

• 1. 국문초록 = 1
• 2. 서론 = 3
• 3. 연구재료 및 방법 = 5
• 4. 결과 = 10
• 5. 고찰 = 13
• 6. 결론 = 16
• 7. 참고문헌 = 17
• 8. FIGURE LEGENDS = 21
• 9. 영문초록 = 22
• 10. 논문사진부도 = 23