콩팥내 수분통로(Aquaporins)의 분포 및 임상적 의의 = Aquaporins in the Kidney:Localization and Clinical Physiology

국문 초록 (Abstract)

수분이 어떻게 지질 이중막으로 이루어진 세포막(cell membrane)을 효과적으로 빠르게 통과할 수 있을까라는 궁금증은 Agre와 그의 동료들이 1988-1991년에 걸쳐 수분 통로 단백질(aquaporin)을 발견함으로서 그 답을 찾기 시작하였다. Agre 등은 Rh blood type polypetides를 규명하는 과정에서1,2) 28-kDa의 새로운 polypeptide를 발견, 아미노산 서열3,4) 및cDNA를 클로닝 하여 “CHIP28”(channel-like integral protein of 28 kDa)으로 명명하였다5). 그 뒤 Preston 등은 CHIP28 cDNA를 Xenopus laevis oocyte에 주입시켰을 때, CHIP28이 발현된 oocyte가 그렇지 않은 oocyte보다 훨씬 높은 수분 투과도를 보임을 관찰함으로써, 이 단백질이 수분을 선택적으로 통과시키는 통로(water channel, aquaporin)임을 알게되었고6), aquaporin 1(AQP1)으로 재명명하였다7). 이후 지난 10년 동안 많은 연구자들에 의해 요세관 (renal tubule) 상피세포에서의 수분이동에도 aquaporin(AQP)이 관여함을 알게 되었고8), 현재까지 AQP0부터 AQP10까지 11종류에 이르는 AQP이 포유동물에 분포함이 밝혀졌다9-11). 이중 콩팥에서는 AQP1, AQP2, AQP3 및 AQP4의 분포가 잘 정립되어 있으며, 최근에는 AQP6, AQP7 및 AQP8도 발현되는 것으로 알려져 있다12-14).
근래에는 이러한 수분통로들의 체내 수분 조절 및 콩팥내 요농축기전상의 역할 및 조절기전에 대해 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히 최근에 AQP1 유전자를 결손시킨 생쥐에서 요농축능력이 유의하게 감소되고, AQP1이 발현되는 근위세관 및 내림가는세관에서 수분의 투과도가 현저히 낮아짐이 밝혀짐으로써 이들의 중요성이 확인되었다. 이번 7월호 대한신장학회지에 “요관 폐쇄 후 신장 Aquaporin 단백 발현의 변화”와 “흰쥐 신장에서 내인성 산화질소의 Aquaporin-2 수분 통로 조절” 두 편의 논문이 게재된 것을 계기로, 지금까지 연구된 AQP의 콩팥내 분포, 기능 및 조절기전에 대하여 간단히 살펴보고자 한다.