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당과 후기당화합물에 의한 사구체 상피세포 ZO-1 발현의 변화

Effects of High Glucose and Advanced Glycosylation Endproducts (AGE) on ZO-1 Expression in cultured Glomerular Epithelial Cells (GEpC)

대한소아신장학회지 = Journal of the Korean society of pediatric nephrology, v.8 no.2, 2004년, pp.138 - 148  

이진석 (충북대학교 의과대학 소아과과학교실) ,  이해수 (충북대학교 의과대학 의학연구소) ,  윤옥자 (충북대학교 의과대학 의학연구소) ,  하태선 (충북대학교 의과대학 소아과과학교실)

초록
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목적: 단백뇨 질환에서 볼 수 있는 사구체 상피세포(glomerular epithelial cells, GEpC) 족돌기(foot process)의 병리학적 변화에 있어서 GEpC사이의 세극막(slit diaphragm)과 세포골격을 연결하는 ZO-1 단백의 당뇨조건에 따른 변화를 알아보고자 하였다. 방법: 백서 GEpC을 배양하고 고농도의 당과 후기당화합물(advanced glycosylation enduroducts, AGE)를 적용하여 당뇨병 환경에 가까운 조건을 설정한 후, ZO-1 단백양은 Western 분석으로, 분포 변화는 공초점 현미경으로, 유전자 표현의 변화는 RT-PCR로 관찰하였다. 실험군은 당의 농도를 5 또는 30 mM로, AGE와 BSA를 첨가하고 osmotic control로서 당 5 mM에 mannitol 25 M을 섞은 것을 조합하여 A5, A30, B5, B30, Aosm로 하였다. 결과: 공초점 현미경 상 ZO-1은 정상적인 환경인 B5에서 B30, A5, 가장 병적인 A30 환경으로 진행할수록 세포질의 바깥에서 안쪽으로 이동하는 양상을 보였다. ZO-1 단백양은 B5 결과를 대조군으로 비교하여 당을 첨가한 B30에서 11.1%, AGE를 추가한 조건인 A5에서 2.3% 감소하였나 통계적 유의성은 없었고, 당과 AGE가 동시에 첨가된 A30에서는 19.0%의 유의한 감소를 보였다. mRNA의 발현도 A30에서만 12.0%의 의의 있는 감소를 보였다. 이러한 단백질과 mRNA의 감소 소견은 osmotic control (Aosm)에서는 관찰할 수 없었다. 결론: 고농도의 당과 AGE에 의한 GEpC의 ZO-1의 분포 변화와 유전자 수준에서의 억제로 단백의 생성 감소를 초래함으로써, 장기간 당뇨 환경체서 족돌기의 형태학적 변화를 설명할 수 있으며, 추후 이의 변화 기전에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Purpose: Regardless of the underlying diseases, the proteinuric condition demonstrates ultrastructural changes in podocytes with retraction and effacement of the highly specialized interdigitating foot processes. We examined the molecular basis for this alteration of the podocyte phenotypes, includi...

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문제 정의

  • 이러한 결과의 차이는 실험대상 세포가 다름으로 인한 세극막의 다른 단백이나 actin 세포골격의 변화의 차이, Kim 등[17]의 연구는 7일간 노출시킨 데 반해 본 연구는 2일간 노출시킨 배양시간의 차이와 이에 대한 보상기전 활성화 유무 등에 의한 것으로 사료된다. 또한, Kim 등[1 7]의 연구는 in vivo 연구에서도 유사한 결과를 증명하였으므로 향후 본 연구자들은 in vivo 에서 당뇨병 유병 기간의 차이에 의한 Z0-1 의 변화도 관찰하고자 한다.
  • 그러나 현재까지 당뇨병성 신병증에서의 ZO-1의 역할에 대한 연구는 드문 실정이다[17]. 이에 본 연구자들은 당뇨병성 신병증을 포함한 단백뇨 질환에서 자주 관찰할 수 있는 GEpC의 형태학적 이상에 있어서 ZO-1의 변화를 생체 외 배양실험을 통하여 알아보고자 하였다.
  • 이 결과들은 양적 변화까지는 관찰하지 않았으나 족돌기의 미세구조변화가 없이도 단백뇨가 있는 상태에서 ZO-1 분포의 재분배가 일어남을 의미한다. 이와 같이 실험적인 사구체 병리적 환경에서 ZO-1은 발현이 감소 혹은 분포의 재분배 등이 일어남을 알 수 있고 이러한 결과는 본 연구에서 보이는 실험적 당뇨병 환경에서의 ZO-1 발현의 감소와 재분포와의 관련성을 추론할 수 있다.
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