당뇨병 흰쥐 망막에서 부챗살아교세포의 Glutamate 운반물질과 Glutamine합성효소의 변화

• 영문명: Altered Expression of GLAST and Glutamine Synthetase in the Streptozotocin-induced Diabetic Rat Retina
• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 박선화(Sun-Hwa Park) 박준원(Jun-Won Park) 정진웅(Jin-Woong Chung) 천명훈(Myung-Hoon Chun) 오수자(Su-Ja Oh)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제35권 제4호, 315~323쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2002.08.30

국문 초록

당뇨병에 의한 고지혈증은 신경망막에 일시적인 허혈을 초래하며, 허혈에 의한 세포밖 glutamate 농도의 상승은 계속해 서 glutamate 항상성에 영향을 미친다. 본 연구는 부챗살아교세포에 존재하는 glutamate 항상성 관련물질이 당뇨병 상해에 대하여 또한 당뇨병 경과시기에 따라 어떤 반응을 나타내는가를 확인하기 위하여, 흰쥐를 실험동물로 하여streptozotoci을 정맥 내 주사한 후 1주, 4주, 12주 및 24주 경과한 당뇨병 망막을 대상으로 glutamate운반물질(GLAST) 및 glutamine합성효소 (GS)에 대한 항체를 이용한 면역세포화학법 및 immunoblot법을 시행하여 이 물질들의 변화를 비교 관찰하였다. 정상 망막에서 GLAST 및 GS 면역반응성은 부챗살아교세포의 세포체와 부챗살돌기, 바깥얼기층 및 속얼기층 중에서 속핵층과 속얼기층의 경계부위, 속핵층의 가운데 및 속얼기층과 신경절세포층의 경계부위 등 세 곳의 띠에서 나타났다. 장기간의 당뇨병 망막에서 망막의 두께가 감소하였고, 두 단백질은 당뇨병 유발 후 12주 망막의 바깥얼기층에서 현저하게 감소하였으며, 부챗살아교세포의 종말발에서 당뇨병 유발 4주 후부터 약간 증가하는 추세를 나타냈다. 정량적인 분석 결과 두 단백질은 당뇨병 유발 후 경과시기에 따라 점차 감소하는 경향을 나타냈다. 이상의 결과로 미루어 당뇨병 상태에서 망막내 glutamate 항상성의 변화는 바깥얼기층에서 GLAST의 발현 저하로 glutamate의 흡수(또는 제거)가 감소하면서 시작되며, 장기간의 당뇨병 망막에서 층의 두께 변화가 있는 점으로 보아 GLAST 및 GS의 발현 저하가 일부 흥분성 세포독성에 기여하는 것으로 생각된다.

영문 초록

Diabetic hyperglycemia induces transient ischemia in the neural retina. High level of extracellular glutamate resulting from ischemia, in turn, influences on glutamate homeostasis. The present study has been conducted to clarify the alteration of the glutamate homeostasis-associated substances in the retinal Müller cells in response to a diabetic injury by streptozotocin injection. Young adult Sprague-Dawley rats were injected with streptozotocin (60 mg/kg body weight in 0.05 M sodium citrate buffer, pH 5.5) under anesthesia with 4% chloral hydrate. Animals above 300 mg/dl in blood glucose level were cared for 1, 4, 12 and 24 weeks, respectively. At each time-point, the retinas were dissected out and processed for immunohistochemical and immunoblotting analyses by using guinea pig anti-GLAST and mouse anti-glutamine synthetase (GS) antibodies. In the normal retina, GLAST and GS were immuno-localized in the Müller cells, the outer plexiform layer (OPL), the border between the inner nuclear layer and the inner plexiform layer (IPL), a band in the middle of the IPL, and the border between the IPL and the ganglion cell layer. The expression of both proteins was decreased remarkably in the OPL by 12 weeks of diabetes and increased slightly in the end feet of the Müller cells from 4 weeks onwards. Immunoblotting results of the two proteins in the diabetic retinas were largely consistent with those of immunohistochemistry. These results suggest that the alteration of glutamate homeostasis in the diabetic state is initiated mainly in the OPL by decreasing the uptake of glutamate via down-regulated GLAST.

키워드

인슐린 의존형 당뇨병 신경망막 부챗살아교세포 GLAST GS Insulin-dependent diabetes Neural retina Mü ller cells