흰쥐에서 급성 혈액 용적 감소에 따른 신조직의 Aquaporin-2 수분 통로 발현 변화

이영순 ( Ying Shun Li ),오윤화 ( Yoon Wha Oh ),이성수 ( Sung Su Lee ),이종은 ( Jong Un Lee ) 대한신장학회 2003 Kidney Research and Clinical Practice Vol.22 No.1

배경 : 양측 요관 패쇄 (bilateral ureteral ostruction; BUO)는 신장의 aquaporin-2 (AQP2)와 Na-K-2c1 cotransporter (NKCC2)의 발현을 감소기킨다고 알려져 있고 항이뇨호르몬의 투여는 신장의 AQP2 와 NKCC2의 발현을 증가시킨다고 알려져 있지만 BUO나 요로 패쇄 후 이뇨 (postobstructive diuresis; POD)상태에서 항이뇨호르몬을 투여했을 때의 효과에 대해서는 상세히 연구되어진 바가 없다. 본 연구에서는 24시간의 BUO를 만든 백서에서 POD-7 일째의 신장의 AQP2 와 NKCC2의 발현 및 항이뇨호르몬을 투여했을 때의 변화를 알아보고자 하였다. 방법 : Sprauge-Dawley 백서를 이용하여 Ⅰ군 (sham 수술 대조근)은 sham 수술을 시행한 대조군 (n=6), Ⅱ군 (BUO군)은 24시간의 BUO를 만든 후 해제한 군 (n=6), Ⅲ군 (dDAVP군)은 sham 수술호 dDAVP (1-deamino-8d-arginine vasopressin)를 osmotic minipump를 이용하여 시간당 20 ng의 속도로 지속적으로 7일간 피하 주사한 군 (n=6), Ⅳ군 (BUO+dDAVP군)은 24시간의 BUO를 만든 후 해제한 군 (n=6), Ⅲ군과 같은 방법으로 DDAVP를 투여한 군 (n=6)으로 하였다. 혈액 및 요 검사를 통해 네 군간의 생리학적 지표를 비교하였고 POD-7일에 해당하는 시점에서 네 군의 백서를 희생하여 면역조직화학적 검사와 Western blot 분석법을 이용하여 각 군의 신장의 AQP2와 NKCC2의 발현을 조사 비교하였다. 결과 : BUO군은 sham 수술 대조군에 비해 요량은 증가하였고 요 삼투질농도는 감소하였으며 (p<0.05) 신장의 AQP2 (29.1±4.2% vs. 100±10.0%, p<0.05)와 NKCC2 (40.2±5.4% vs. 100±7.9%, p<0.05)의 발현은 감소하였다. dDAVP군은 sham 수술 대조군에 비해 요량은 POD-5일까지 감소하였고 요 삼투질농도는 POD-7일까지 증가하였으며 (p<0.05) 신장의 AQP2 (206.5±19.0% vs. 100±10.0%, p<0.05)와 NKCC2 (180.6±13.3% vs. 100±7.9%, p<0.05)의 발현은 증가하였다. 그러나 BUO군은 BUO +dDAVP군과 비교하여 요량, 요삼투질농도에서 차이가 없었고 신장의 AQP2 (29.1±4.2% vs. 42.2±2.3%, p<0.84)와 NKCC2 (40.2±5.4% vs. 47.9±4.3%, p<0.91)의 발현에서도 차이가 없었다. 결론 : BUO와 POD는 신장의 AQP2와 NKCC2의 발현에 있어 감소를 보이고 장기간의 항이뇨호르몬의 투여에 대해 저항성을 나타내는데 이것이 다뇨와 요 삼투질농도의 감소와 같은 POD의 성상을 뒷받침하는 병태생리학적 기전이라 사료된다. Background : Bilateral ureteral obstuction (BUO) has been known to decrease the expression of renal aquaporin-2 (AQP2) and Na-K-2C1 cotransporter (NKCC2). The polyuria and urinary concentration defect in postobstructive diuresis (POD) may be explained by these molecular changes. By contrast chronic infusion of antidiuretic hormone (ADH) has been known to increase the expression of renal AQP2 and NKCC2, but there have been no studies regarding the chronic effect of ASH in molecular level when introducing to POD. We tried to identify the changes of renal expression of AQP2 and KNCC2 in 24 hour NUO rat at PID-7 day and the chronic effect of ADH to the expression of AQP2 and NKCC2 in sham operation rat and in 24 hour BUO rat, at sham operation 7 day and at POD-7 day, repectively. Methods : Twenty four Spraugue-Dawley rats were divided into four groups. Group Ⅰ (Control group) : sham operation rats(n=6). Group Ⅱ (BUO group) : 24 hour BUO and release of it (n=6). Group Ⅲ (dDAVP group) : dDAVP (1-dearmino-8d-arginine vasopressin : V2-receptot-selective agonist) infusion at rate of 20 ng/hour by somotic minipump subcutaneously for 7 days in sham operation rats (n=6) Group IV (BUO+dDAVP group) : dDAVO infusion at rate of 20 ng/hour by osmotic minipump by same method as Group Ⅲ in 24 hour BUO rats (n=6). All rats were sacrificed at POD-7 day (Group Ⅱ, Group Ⅳ) or sham operation-7 day (Group Ⅰ, Group Ⅲ) and renal expression of AQP2 and NKCC2 were analyzed by immunohistochemistry and by Western blot method. Blood and urinary chemistry examinat012ions were done concurrently. Results : BUO group showed increased urine output and decreased urine osmolality (p<0.05) and decreased expressions of AQP2 and NKCC2 compared with Control group {29.1±4.2% vs. 100±10.0% (p<0.05); 40.2±5.4% vs. 100±7.9% (p<0.05) respectively}. dDAVP group had decreased urine output from POD-1 day to POD-5 day and increased urine osmolaoity (p<0.05) POD-1 day to POD-7 day during and increased expressions of AQP2 and NKCC2 compared with Control group {206.5±19.0% vs. 100±10.0% (p<0.05); 180.6±13.3% vs. 100±7.9% (p<0.05) respectively}. But BUO group showed no difference in urine output and urine osmolality and expressions of AQP2 and NKCC2 compared with BUO+dDAVP group {29.1±4.2% vs. 42.2±2.3% (p<0.84); 40.2±5.4% vs. 47.9±4.3% (p<0.91) respectively}. Conclusion : BUO and POD show decreased expressions of AQP2 and NKCC2 and the unresponsiveness to chronic ADH infusion may be the pathophysiologic basis of POD such as increased urine output, decreased urine osmolality.

신혈관성 고혈압 흰쥐 선장에서 심방 이뇨 호르몬 발현 변화

김수완(Soo Wan Kim),이종은(Jong Un Lee),오윤화(Yoon Wha Oh),이영순(Ying Shun Li),김남호(Nam Ho Kim),최기철(Ki Chul Choi) 대한신장학회 2002 Kidney Research and Clinical Practice Vol.21 No.5

배 경 : Two-kidney, one clip (2K1C) 신혈관성 고혈압 신장에서 심방 이뇨 호르몬 (atrial natriuretic peptide, ANP) 계의 변화를 알아보고자 하였다. 방 법 : 실험동물은 Sprague-Dawley 숫쥐를 사용하였다. 실험군은 왼쪽 신동맥에 클립을 끼웠으며, 대조군은 다른 절차는 실험군과 같으나 신동맥에 클립을 끼우지 않았다. 4주 후 혈압을 측정한 후 클립 신장 및 반대쪽 신장을 적출하여 조직 ANP, natriuretic peptide receptor-A (NPR-A) 및 natriuretic peptide recepr-C (NPR-C) mRNA 발현을 역전사 중합효소 연쇄반응으로 조사하였다. 결 과 : 수축기 혈압은 실험군에서 대조군에 비하여 유의하게 높았다. 이와 동시에 ANP mRNA 발현은 클립 신장에서 유의하게 감소하였으며, 반대편 신장에서 증가하였다 NPR-A 및 NPR-C 발현은 클립 신장에서 감소하고 반대쪽 신장에서 증가하였다. 결 론 : 신혈관성 고혈압 신장의 ANP와 NPR 발현이 클립 쪽과 반대 쪽에서 각각 다르게 조절되리라 생각된다. Background : The present study was aimed to determine the pathophysiological implications of local atrial natriuretic peptide (ANP) system in the kidney in twokidney, one clip (2K1C) hypertension. Methods : Rats were made 2K1C hypertensive, and their mRNA expressions of ANP and natriuretic peptide receptors (NPR) were determined in the clipped and contralateral kidneys by reverse transcription-polymerase chain reaction. Results : The expression of ANP was decreased in the clipped kidney and increased in the contralateral kidney. Similarly, the expression of both NPR-A and NPR-C was decreased in the clipped kidney and increased in the contralateral kidney. Conclusion : These findings indicate a differentially-altered ANP system in the clipped and the contralateral kidneys in 2K1C hypertension.

Chlorpropamide 처리 흰쥐 신장에서 Aquaporin - 2 단백 발현 감소

김수완(Soo Wan Kim),이종은(Jong Un Lee),이영순(Ying Shun Li),오윤화(Yoon Wha Oh),김남호(Nam Ho Kim),최기철(Ki Chul Choi) 대한신장학회 2002 Kidney Research and Clinical Practice Vol.21 No.3

배 경 : 신장의 aquaporin(AQP) 수분 통로 발현이 혈당 변화에 의해 영향 받는지 알아보고자 하였다. 실험방법: 혈당강하제인 chlorpropamide(40 ㎎/100 g)를 경구 투여하고 나서 7일 뒤 신장에서 AQP1-3 수분통로 단백 발현을 Western blot 분석에 의해 조사하였다. AQP2 이동 기전의 변조 여부는 조직의 막 분획과 세포질 분획에서 각각 AQP2 발현을 분석하여 결정하였다. 나아가서 AQP 통로 발현 변조의 상위 기전을 알아보고자 adenylyl cyclase type Ⅵ 단백 발현도 Western blot 분석에 의해 조사하였다. 결 과 : 혈당은 chlorpropamide 투여군에서 대조군에 비하여 유의하게 감소하였다(64±8 및 106±7 ㎎/dL, 각 6례, p<0.01). 동시에 AQP2 단백 발현은 신장의 피질, 외수질, 내수질에서 모두 유의하게 감소하였다. Chlorpropamide 투여군에서 막 분획의 AQP2 단백 발현은 세포질 분획의 AQP2 단백 발현과 평행하게 감소하여 이동 기전에 변조가 없음을 시사하였다. AQP1과 AQP3 단백 발현은 유의한 변화를 보이지 않았다. Type Ⅵ adenylyl cyclase 단백 발현은 유의한 변화를 보이지 않았다. 결 론 : 이상의 실험성적은 저혈당에 의해 신장내 AQP2 단백 발현이 감소 조절됨을 시사하였다. Background : Whether blood glucose levels may change the regulation of aquaporin(AQP) water channels in the kidney was investigated. Methods : Male Sprague-Dawley rats were treated with chlorpropamide(40 mg/100 g body weight per day, per oral, for 7 days), and their expression of AQP1-3 and type Ⅵ adenylyl cyclase proteins was determined in the kidney. Results : Following the treatment with chlorpropamide, the blood glucose level was significantly decreased compared with that in the control(64±8 vs 106±7 ㎎/dL, n=6 each, p<0.01). Accordingly, the expression of AQP2 proteins was decreased in the cortex, outer medulla, and inner medulla. The AQP2 targeting was not significantly altered, as evidenced by parallel decreases of its expression in the membrane and the cytoplasmic fractions. No significant changes were observed in the expression of either AQP1 or of AQP3. The protein expression of type Ⅵ adenylyl cyclase was not significantly altered. Conclusion : These results suggest that hypoglycemia attenuates the expression of AQP2 water channels in the kidney.

Influence of Nitric Oxide Synthesis Inhibition on Endothelin-1 and Its Receptor Expression in Rat Kidney

Lee, Jong Un,Kim, Soo Wan,Kim, Sun Mi,Oh, Yoon Wha,Li, Ying Shun,Kim, Nam Ho,Choi, Ki Chul 대한신장학회 2002 Kidney Research and Clinical Practice Vol.21 No.2

배 경 : 본 연구는 산화질소 합성억제 흰쥐 모델에서신장 endothelin(ET)계의 변화를 알아보고자 하였다. 방 법 : 수컷 Sprague-Dawley 흰쥐를 이용하여 실험하였다. 실험군은 내인성 산화질소 합성을 억제하고자 NG-nitro-L-arginine methyl ester(L-NAME, 100mg/L)을 4주간 음용수로 공급하였다. 대조군은 약물이 포함되지 않은 수돗물을 공급하였다. 신장에서 ET-1,ETA 및 ETB 수용체 mRNA 발현 변화는 역전사-중합효소 연쇄반응을 이용하였다. 혈장 및 신장에서 산화질소 대사물 함량을 측정하였다. 결 과 : 산화질소 합성억제제인 L-NAME 투여군에서 유의한 혈압의 상승을 보였으며, 혈장 및 신장에서 산화질소 대사물은 감소하였다. ET-1 mRNA 발현은 신피질에서 증가하였으나, 신수질에서는 유의한 변화를 보이지 않았다. 신장에서 ETA 및 ETB 수용체 발현 또한 유의한 차이를 보이지 않았다. L-NAME(200 μg/kg per min, iv)를 60분간 주사한 흰쥐에서 유의한 혈압의 증가와 함께 혈장 ET-1 농도가 증가하였다. 또한, 이때 신피질 ET-1 mRNA 발현은 증가하였으나, ETA 및 ETB 수용체 발현 또한 유의한 차이를 보이지 않았다. 결 론 : 이상의 결과는 산화질소 합성 억제에 의한 고혈압의 발생에 ET계의 활성증가가 일부 관여함을 시사한다. Background : The present study was aimed to evaluate the influence of nitric oxide( NO) synthesis inhibition on endothelin(ET) expression in rat kidney. Methods : Male Sprague-Dawley rats were treated with NG-nitro-L-arginine methyl ester(L-NAME, 100 mg/L drinking water) for 4 weeks to inhibit the endogenous synthesis of NO. The tissue expression of ET-1, ETA receptor, and ETB receptor mRNA in the kidney was determined by reverse transcription-polymerase chain reaction. Results : Tissue levels of NO metabolites were significantly decreased in the plasma and the kidney, along with the increased blood pressure. The expression of ET-1 mRNA was increased in the cortex, but not in the medulla. The expression of ETA and ETB receptor mRNA was not significantly altered either in the cortex or in the medulla. The plasma level of ET-1 peptide was significantly increased, along with the increased blood pressure, when L-NAME(200 μg/kg per min, iv) was administered in an acute preparation of animals. Accordingly, the expression of ET-1 mRNA was increased in the cortex, whereas that of ETA and ETB receptor mRNA was not altered. Conclusion : These results suggest that enhanced activity of ET system induced by NO synthesis inhibition may be associated with hypertension although direct association between two factors is not confirmed. (Korean J Nephrol 2002;21(2):205-212)