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백서 사구체 메산지움 배양세포와 실험적 당뇨 동물모델에서 안지오텐신 II 제 1형 수용체 차단제가 Cyclin-dependent kinase inhibitor p27Kip1의 발현에 미치는 영향

Title
백서 사구체 메산지움 배양세포와 실험적 당뇨 동물모델에서 안지오텐신 II 제 1형 수용체 차단제가 Cyclin-dependent kinase inhibitor p27Kip1의 발현에 미치는 영향
Other Titles
Angiotensin II type 1 receptor blocker in
Issue Date
2003
Publisher
연세대학교 대학원
Description
의학과/박사
Abstract
[한글] 사구체 비후 (glomerular hypertrophy)는 당뇨병성 신증의 특징적인 소견으로, 메산지움 세포와 상피세포의 비후에 기인하는 것으로 알려져 있다. 세포의 비후가 발생하는 기전에는 여러 인자가 관여하며, 최근에는 이러한 매개인자에 의해 조절되는 세포주기 조절 단백이 중요한 역할을 담당하는 것으로 보고되고 있다. 즉, cyclin-dependent kinase inhibitors (이하 CKIs)의 활성화로 인한 세포주기 내 G1기 정지로 인해 세포의 비후가 일어나는 것으로 보고되고 있는데, 당뇨병성 신증에서도 CKIs 단백의 발현 증가가 사구체 비후와 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구자는 고농도 포도당 하에서 배양한 메산지움 세포와 당뇨 백서로부터 분리한 사구체에서 p27Kip1 단백과 mRNA 발현을 관찰하고, 당뇨병성 신증에서 단백뇨를 감소시킬 뿐만 아니라 신장 비후를 예방하는 안지오텐신 II 제 1형 수용체 차단제 (angiotensin II type 1 receptor blocker, 이하 ARB) 치료가 p27Kip1 단백과 mRNA의 발현에 미치는 영향을 연구하였다. 백서의 사구체 메산지움 세포를 정상농도 포도당 (5.6mM)과 고농도 포도당 (30mM) 하에서 배양하였으며, 각 군은 다시 ARB (L-158,809, 10-6M) 첨가군과 비첨가군으로 나누어 p27Kip1 단백과 mRNA의 발현을 관찰하였다. 동물 실험에서는, 웅성 백서 (n=36)를 대조군 (n=12)과 streptozotocin으로 당뇨를 유발한 군 (n=24)으로 분류하였으며, 당뇨군은 다시 치료를 하지 않은 당뇨군 (n=12)과 ARB를 투여한당뇨군 (L-158,809, 1 mg/kg/day, n=12)으로 나누어 Western blot과 RT-PCR로 p27Kip1 단백과 mRNA의 발현을 관찰하였다. 1. 고농도 포도당 하에서 배양한 메산지움 세포 내 p27Kip1 단백과 mRNA의 발현은 대조군에 비해 각각 1.9배와 2.1배 증가되었다 (p<0.05). ARB 처치는 고농도 포도당으로 인한 p27Kip1 단백과 mRNA의 발현 증가를 각각 88%와 78% 억제시켰으며 (p<0.05), 고농도 포도당으로 인한 세포 당 단백량의 증가를 82% 감소시켰다 (p<0.05).2. 연구 시작 3개월 후 백서의 24시간 요단백 배설량은 당뇨군이 대조군에 비해 유의하게 증가되었으며 (90.6±11.3 vs. 19.8±3.2mg, p<0.05), ARB 투여 당뇨군에서는 당뇨군에 비해 요단백 배설이 의의있게 감소되었다 (51.6±6.6 vs. 90.6±11.3mg, p<0.05).3. 사구체 p27Kip1 단백과 mRNA의 발현은 대조군에 비해 당뇨군에서 당뇨 유발 2개월 후부터 유의하게 증가하였다 (p<0.05). 3개월간 ARB 투여한 당뇨군에서는 당뇨군에 비해 사구체 p27Kip1 단백과 mRNA의 발현 증가가 각각 78%와 68% 억제되었다 (p<0.05).4. 면역조직화학 염색을 이용한 사구체 p27Kip1 단백 발현도 Western blot와 유사한 결과를 보였다.5. 형태계측술을 이용하여 측정한 사구체 부피는 당뇨군에서 대조군에 비해 의의있게 증가되었으며 (1.4±0.3 vs. 0.8±0.2x106㎛3, p<0.05), ARB 투여 당뇨군에서는 당뇨군에 비해 사구체의 비후가 의의있게 억제되었다 (1.1±0.2 vs. 1.4±0.3x106㎛3,p<0.05). 결론적으로, 고농도 포도당 하에 배양된 메산지움 세포와 streptozotocin으로 유도된 당뇨 백서의 사구체 p27Kip1 단백과 mRNA의 발현이 유의하게 증가하였으며, 이러한 p27Kip1 발현의 증가는 ARB 투여로 의의있게 감소되었다. 이상의 결과로 ARB 투여가 당뇨병성 신증에서 전신적인 혈압과 사구체 내 압력을 감소시키는 효과와 더불어, 세포주기 조절 단백 p27Kip1의 발현을 억제시킴으로써 사구체 비후를 예방하는 부가적인 효과가 있을 것으로 생각된다.
[영문] Diabetic nephropathy is characterized by glomerular and tubular hypertrophy, and angiotensin-converting enzyme inhibitor or angiotensin II type 1 receptor blocker (ARB) are known to prevent renal hypertrophy in diabetic patients. The present study examined the effect of ARB on the expression of p27Kip1, which is a member of cyclin-dependent kinase inhibitors (CKIs) and is involved in the hypertrophic response, in cultured rat mesangial cells (MCs) exposed to high glucose and in experimental diabetic nephropathy. To determine the effect of ARB on MCs p27Kip1 protein and mRNA expression, rat MCs were incubated with RPMI medium containing normal glucose (NG, 5.6mM) or high glucose (HG, 30mM) with or without ARB (10-6M, L-158,809). For animal studies, rats were injected with diluent (Control, C, n=12) or streptozotocin. The latter were left untreated (DM, n=12) or treated with 1 mg/kg/day ARB (DM+ARB, n=12). Four rats from each group were sacrificed monthly, and Western blot and RT-PCR were performed for p27Kip1 with sieved glomeruli. Renal sections were stained for p27Kip1 by immunohistochemistry, and morphometric analysis was performed. 1.The p27Kip1 protein and mRNA expressions in MCs exposed to HG conditions were significantly higher than those of MCs in NG media (p<0.05). ARB treatment in MCs under HG inhibited the increment in p27Kip1 protein and mRNA expression by 88% and 78%, respectively (p<0.05), and the increase in protein/cell numbers by 82% (p<0.05). 2. Compared to the C rats, 24-hour urinary protein excretion at 3-month was significantly higher in the DM rats (90.6±11.3 vs. 19.8±3.2 mg/day, p<0.05), and ARB treatment partly reversed the increase in proteinuria in DM rats (51.6±6.6 vs. 90.6±11.3 mg/day, p<0.05). 3. Glomerular p27Kip1 protein and mRNA expressions were also significantly increased in DM than corresponding C at 2- and 3-month (p<0.05). ARB treatment in DM rats for 3 months inhibited the increase in p27Kip1 protein and mRNA expression by 78% and 68%, respectively (p<0.05). 4. ARB treatment for 3 months significantly abrogated increased glomerular p27Kip1 expression in DM rats as assessed by immunohistochemistry. 5. By morphometric measurement, the increase in glomerular volume in DM was inhibited by 73% with ARB treatment. In conclusion, p27Kip1 protein and mRNA expressions were increased in MCs exposed to HG and in DM glomeruli, and this increment in p27Kip1 expression was abrogated with ARB. These findings suggest that ARB treatment has an additional effect on preventing renal hypertrophy in DM.
URI

http://ir.ymlib.yonsei.ac.kr/handle/22282913/128334
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2. 학위논문 > 1. College of Medicine (의과대학) > 박사
Yonsei Authors
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