저칼륨혈증 흰쥐 신장에서 Cyclooxygenase-1, 2 발현의 변화

• 영문명: Alterations of Cyclooxygenase-1, 2 Expression in Hypokalemic Rat Kidney
• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 류소라(So Ra Ryu) 이송은(Song Eun Lee) 조혜정(Hye Jung Cho) 남광일(Kwang IL Nam) 배춘상(Choon Sang Bae) 김백윤(Baik Yoon Kim) 박성식(Sung Sik Park) 안규윤(Kyu Youn Ahn)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제38권 제6호, 515~525쪽, 전체 11쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2005.12.31

국문 초록

산-염기 평형장애나 전해질 불균형은 요세관에서 HCO3- 재흡수가 증가되거나 감소되는 것과 연관이 있다고 알려져 있다. 칼륨 제한시 대사성 알칼리증을 유발시키고 이와 관련된 다양한 ion transporter 발현의 변 화가 있다는 것은 잘 알려져 있지만 저칼륨혈증시 cyclooxygenase (COX) 발현에 관한 연구는 없다. 본 연구는 흰쥐 신장에서 칼륨제한 식이 시기에 따라 COX-1과 COX-2의 신장내 발현 및 분포의 변화를 RT-PCR, Western 분석 및 면역조직화학적 방법으로 관찰한 것이다. RT-PCR 소견에서 COX-1, 2 mRNA는 각각 예견된 크기인 약 306 bp, 356 bp 근처에서 관찰되었고 칼륨제한식이 2주째에 현저히 발현이 증가되었다. Western 분석 소견에서 COX-1 단백은 70 kDa 정도이고 칼륨제한 식이 3일군에서 정상 식이군에 비해 감소하였고 그 이후에는 유의한 증가를 보였다. COX-2 단백은 72 kDa 정도이고 칼륨제한 식이 3일군에서 정상 식이군에 비해 유의하게 증가하였으나 그 이후에는 정상 식이군과 유사하였다. 면역조직화학 소견에서 COX-1 단백은 전 집합관에서 발현되었으나 속질쪽으로 갈수록 더 현저하였다. 그 외 토리내혈관사이세포, 혈관내피세포, 속질사이질세포, 유두상피세포 및 콩팥깔대기세포에서도 관찰되었다. 칼륨제한 식이군에서 면역반응 부위는 정상 식이군과 차이가 없었으나 면역반응성은 3일군의 겉질집합관과 바깥속질 집합관에서 감소하였다. 그러나 그 이후 시기에는 면역반응성이 전 집합관에서 증가하였고 바깥속질집합관 속 줄무늬층과 속속질집합관 상부 1/3에서 현저히 증가하였다. COX-2 단백은 겉질먼쪽곧은세관과 치밀반점세포에서 강하게 발현되었다. 칼륨제한 식이군에서 면역반응 부위는 정상 식이군과 차이가 없었으나 면역반응성은 Western 분석 소견에서와 같이 칼륨제한 식이 3일군에서만 증가하였고 그 이후에는 정상 식이군과 유사하였다. 이상의 결과로 저칼륨혈증시 신장 COX-1, 2 mRNA나 단백발현은 증가하나 체내 칼륨 흡수조절은 이들의 발현부위로 보아 COX-2보다는 COX-1이 관여할 것으로 생각되었다.

영문 초록

A number of acid-base or electrolyte disorders are associated with decreased or increased HCO3- reabsorption in the renal tubules. There has been a general agreement that potassium depletion induces metabolic alkalosis and affects the expression of the several ion transporters in rats. The present study was to examine the alterations of expression and distribution of COX-1, 2 mRNAs and proteins in the kidneys of normal and K-depleted rats using RT-PCR, Western blot analysis, and immunohistochemistry. Predicted size of COX-1 mRNA was 306 bp. It’s expression was increased in K-depleted rats, particularly LK 2W, but decreased in LK 3D. Predicted size of COX-2 mRNA was 356 bp and it’s expression was increased in K-depleted rats, particularly LK 2W. Western blot analysis demonstrated that COX-1 protein, ~70 kDa at molecular mass, was increased in potassium-depleted rats, particularly LK 2W and decreased in LK 3D, compared with normal rat. COX-2 protein, ~72 kDa at molecular mass, was only increased in LK 3D and others were comparable with normal rat. In immunohistochemistry, COX-1 was detected in entire collecting duct, intraglomerular mesangial cells, arterial endothelial cells, medullary interstitial cells, papillary epithelial cells, and pelvic epithelium. Signal intensity of the collecting duct was more increased toward the papillary tip. In K-depleted rat, the pattern of cellular labeling of COX-1 protein was identical to that of normal rat. However, the signal intensity of LK 3D was only decreased in cortical and outer medullary collecting duct and that of LK 2W was increased particularly in the inner stripe of outer medullary collecting duct and proximal 1/3 inner medullary collecting duct. Immunoreactivity of COX-2 of normal rat was detected in the cortical thick ascending limb and macula densa. In K-depleted rat, the pattern of cellular labeling of COX-2 protein was identical to that of normal rat, but the signal intensity was only increased in LK 3D rat. These results suggest that chronic hypokalemia enhances the expression of COX-1, 2 mRNAs and proteins and the regulation of K reabsorption depends on COX-1 rather than COX-2 by the portions of expression.

키워드

저칼륨혈증 Cyclooxygenase 역전사중합효소연쇄반응 집합관 면역조직화학 Hypokalemia Cyclooxygenase RT-PCR Collecting duct Immunohistochemistry