신전에 의한 Glycogen synthase kinase-3β의 억제 및 허혈 내성 획득 = Inhibition of glycogen synthase kinase-30 by stretch induces preconditioning in rat heart

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Purpose: It has been previously shown that inhibition of glycogen synthase kinase-β (GSK-3β) is protective and may play an important role in ischemic preconditioning. Therefore, we determined whether phosphorylation of GSK-3β through PI3K is also involved in stretch-induced cardioprotection (SIC). Furthermore, we determined if GSK inhibitors, lithium emulate SIC.
Materials and Methods: The perfused hearts in langendorff mode were subjected to 30 min of global no-flow ischemia followed by 60 min of reperfusion. In the control group, end-diastolic pressure (LVEDP) was set at 3 mmHg. In the stretch group, LVEDP was increased to 40 mmHg for 5 min before 30 min of ischemia. Myocardial lactate contents were measured at the baseline and at the end of stretch.
Results: Stretch preconditioning reduced infarct size compared with control (15.9 + 2.2 versus 39.1+3.0%, respectively: P<0.001). GSK-3β phosphorylation and PI3K-dependent protein kinase B (PKB) phosphorylation increased by mechanical stretch and completely blocked by wortmannin (a PI3K inhibitor). Hearts treated with lithium before ischemia, mimicked the protective effects of SIC. Furthermore, SIC was abrogated by wortmannin.
Conclusion: These findings indicate that inhibition of GSK-3β plays an important role in SIC, and that this is regulated by the PI3K/PKB pathway.

국문 초록 (Abstract)

연구목적: 최근 glycogen synthase kinase 3β (GSK-3β) 억제가 허혈 전처치의 또 다른 기전으로 보고 되었으며 또한, 심근에 신전을 미리 가하면 차후의 허혈애 대한 내성이 획득될수 있음이 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 신전에 의한 허혈내성 획득에도 GSK-3β가 관여하는지 확인하고자 하였다.
대상 및 방법: 흰쥐 적출심장에 좌심실 이완기 압력을 40 mmHg로 높여 5분간 신전자극을 준 후 30분 허혈, 60 분 재관류를 실시하였다.
결과: 신전 전처치에 의해 protein kinase β (PKβ or Akt) 와 GSK-3β의 인산화가 증가 되었으며, 심근괴사가 현저히 억제되었다. 이 같은 신전 전처치의 효과는 Phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) 억제제인 wortmannin 처치에 의해 완전히 소실되었다. 또한 신전자극 대신 lithium을 전처리하여 GSK-3β의 활성을 직접 억제한 경우에도 심근 괴사가 감소되었다.
결론: 신전자극은 PI3K/PKβ 경로를 통하여 GSK-3β를 억제하여 심근의 허혈내성을 유도한다고 생각된다.