흰쥐에서 새로운 Na+/HCO₃- -Cotransporter 변이형의 동정

• 영문명: Cloning and Expression of Sodium-Bicarbonate Cotransporter Isoform in Rat
• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 윤한덕(Han Duk Yoon) 조혜정(Hye Jung Cho) 정희영(Hee Young Chung) 남광일(Kwang IL Nam) 배춘상(Choon Sang Bae) 김백윤(Baik Yoon Kim) 박성식(Sung Sik Park) 안규윤(Kyu Youn Ahn)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제38권 제2호, 189~198쪽, 전체 10쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2005.04.30

국문 초록

칼륨 결핍은 신장과 신체 성장에 서로 반대되는 결과를 초래하고 이온수송에 관여하는 효소들의 발현에 영향을 미친다고 한다. 본 연구는 흰쥐 Na+/HCO₃- cotransporter-1 (NBC-1)의 새로운 변이형을 찾았고 이 유전자의 신장 및 원위결장에서의 발현 및 분포를 알아보고자 하였다. mRNA 수준에서 특이하게 발현되는 유전자를 탐색하는데 유용하게 쓰이는 DD-PCR (Differential Display-Polymerase Chain Reaction) 방법을 이용하여 새로운 유전자를 찾고 이 유전자의 신장 및 원위결장에서의 발현 및 분포는 Northern 분석과 in situ hybridization 조직화학 방법을 이용하였다. 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. 정상식이 in situ hybridization 조직화학 소견에서 신장토리쪽세관의 S3 부위, 먼쪽곱슬세관 및 겉질집합관에서는 강한 hybridization signal을 관찰할 수 있었고 속질집합관, 겉질 및 속질오름부분에서는 중등도의 signal을 관찰할 수 있었다. 원위결장에서는 하 1/3의 장선에서 강한 hybridization을, 중 1/3의 장선에서는 중등도의 signal을 관찰할 수 있었다. 그러나 표면상피세포나 상 1/3의 장선에서는 hybridization signal을 관찰할 수 없었다. 이상의 결과로 본 연구에서 clone된 유전자는 새로운 NBC-1 변이형라는 것이고 신장 토리쪽세관의 S3 부위, 먼쪽곱슬세관, 집합관, 겉질 및 속질오름부분, 원위결장의 장선 그리고 뇌에서 HCO₃- 수송에 중요한 역할을 할 것으로 생각되었다.

영문 초록

The potassium depletion has remarkable and opposite effect on kidney and body growth and has affected the expression of the several ion transporters. Previously, Ahnetal. have reported that HK alpha 1 and 2 subunit gene 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 S3 segment of proximal tubule, distal convoluted tubule, and cortical collecting duct of kidney and lower third of intestinal glands of distal colon but at lower levels in cortical and medullary thick ascending limb and medullary collecting duct 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.

키워드

저칼륨혈증 Na+/HCO₃- cotransporter-1 (NBC-1) DD-PCR 신장 변이형 Hypokalemia NBC-1 DD-PCR Kidney Isoform