고산소에 노출된 신생 백서와 성숙 백서에 있어서 Prx I과 Prx II의 발현

Abstract

[한글]

고산소는 신생 백서와 성숙 백서의 폐조직에서 항산화효소(antioxidant enzyme)의 활성도를 증가시킨다. 한편 성숙 백서와 비교하여 신생 백서의 폐에서 뚜렷한 항산화 효소(CuZnSOD, Catalase 및 Glutathione Peroxidase) 활성의 증가는 신생 백서가 비교적 산소독성(oxygen toxicity)에 내성을 보이는 기전으로 알려져 있다. 임상적으로 산소 치료는 다양한 급성폐손상질환 및 만성폐질환 환자의 호흡 부전증을 치료하는데 있어 필수적이다.

반면 고산소의 지속적인 투여는 폐손상을 악화하여 환자의 예후를 불량하게 한다. Peroxiredoxin(Prx)은 생화학적으로 thioredoxin-dependent peroxidase의 작용이 규명되었으며 생물학적으로 세포내 많은 양이 존재하고 여러 isoforms이 존재하며 세포 부위에 따라 서

로 다른 isoform이 존재하여 세포 내 중요한 항산화 단백으로 알려져 있다. 또한 세포 내 신호전달에 중요한 역할을 하는 H2O2를 조절하여 세포 신호 전달계에 작용하는 것으로 알려져 있다. Prx에 전자를 전달하는 thioredoxin(Trx)과 thioredoxin reductase(TR)의 유전자는 갓 태어난 원숭이에서 고산소 처치에 의해 폐에서 발현이 증가하는 것으로 알려져 있다. Prx는 다양한 세포에서 다양한 자극에 의해 발현이 변화되나 생체내에서 Prx의 발현 변화에 대한 연구는 많지 않다. 이에 본 연구는 고산소 치료에 의한 급성폐손상 시 Prx의 세포질에 주된 Isoforms인 Prx I과 Prx Ⅱ의 단백 및 mRNA의 발현을 성숙 백서의 폐장에서 평가해보고 산소독성에 내성을 보이는 신생 백서의 폐장에서의 발현과 비교하여 보고자 하였다.

실험결과 고산소에 노출된 성숙 백서와 신생 백서의 폐장에서 Prx I과 Prx Ⅱ의 단백 발현은 차이를 보이지 않았으며 고산소에 노출된 성숙 백서의 기관지 폐포 세척액에서 Prx I과 Prx Ⅱ의 단백량의 변화는 보이지 않았다. 고산소에 노출된 성숙 백서의 폐장에서 Prx Ⅰ mRNA, Prx Ⅱ mRNA 발현의 변화는 보이지 않았다. 고산소에 노출된 신생 백서의 폐장에서 24시간 후 Prx Ⅰ mRNA 발현의 증가를 보였으나 Prx Ⅱ mRNA 발현의 변화는 보이지 않았다.

[영문]

In mammals, to adapt hyperoxia, there is increase in the activities of antioxiadnt enzymes in neonatal stage. Peroxiredoxin(Prx) is antioxidant enzyme and it has Prx I and Ⅱ as subtype. The goal of this study was to examine expression of Prx I and Ⅱ mRNA and protein in adult rat lungs and compare with those of neonatal rat lungs in response to hyperoxia.

Adult Sprague-Dawley rats and neonates delivered from timed-pregnant Sprague-Dawley rats were randomly exposed to normoxia or hyperoxia. After exposure of high oxygen, broncholalveolar lavage was done. The expression of Prx I and Ⅱ protein were measured by westernblot analysis. The expression of Prx I and Ⅱ mRNA were measured by northernblot analysis.

Hyperoxia did not induce alteration of expression of Prx I and Prx Ⅱ protein all the times in adult rat lung, and also did not induce alteration of expression of Prx I and Prx Ⅱ protein in neonatal rat lungs. Hyperoxia did not induce alteration of amount of Prx I and Prx Ⅱ protein all the times in bronchoalveolar fluid of adult rats. Hyperoxia did not induce alteration of expression of Prx I and Prx Ⅱ mRNA all the times in adult rat lungs. Interestingly, hyperoxia induced marked increase of Prx I mRNA at 24 hour in neonatal rats. But hyperoxia did not induce

obvious alteration of Prx Ⅱ mRNA at 24 hour in neonatal rats.

Prx Ⅰ and Ⅱ is differently regulated by hyperoxia in neonatal rat at transcriptional level. The upregulation of Prx I mRNA may be another mechanism of resistance to high oxygen and mechanism of posttranscriptional regulation of Prx I remained to be solved.