신생 흰쥐의 보상성신비대 과정중 시기별 신장세포의 증식과 세포분열의 변화 및 신장 Nitric oxide synthase 활성의 변화

Abstract

[한글]

일측 신장의 폐색 혹은 손상 및 외과적 수술로 신장의 일부가 소실된 경우에, 건강한 부분의 신장에 신장혈류의 증가, 사구체 여과율의 항진, 신장용적의 증가등의 변화가 일어나 소실된 신장의 기능을 대신하게 되며 이를 보상성신비대 라고 한다. 보상성신비대가

진행되면 그 정도에 따라 장기적으로 신사구체경화로 진행될 수 있으므로 이를 피할 수 있는 방법이 모색되어 왔다.

보상성신비대 후에 나타나는 신사구체경화에는 신장의 손상이 일어나는 시기가 중요한 요인이 되고 있는 것으로 추정된다. 그 이유는 선천적으로 일부 신장이 결핍된 환아에서는 신사구체경화가 발견되지 않는다는 것이다. 이는 태생기나 신생기 신손상 후에는 세포

비대 보다는 균형있는 세포증식이 일어나기 때문인 것으로 추정된다. 따라서 태생기와 신생기 보상성신비대의 특징과 기전을 알아보는 것은 신사구체경화를 방지하는데 응용될 수 있을 것으로 생각된다.

따라서 본 연구에서는 성장이 완료되지 않은 신생 휜쥐에서 실험적으로 보상성신비대를 유도하고, 유세포 분석 (flow cytometry)을 이용하여 핵 DNA양과 세포주기와의 관계를 알아보고 세포분열과 DNA ploidy를 구분해 보고자 하였다. 그리고 DNA ploidy pattern를 확인하여 단순한 세포비대, 즉 분열없이 세포진 세포진비대만이 일어나는지 아니면 세포의 분열 자체가 늘어나는지를 DNA 분포로 알아보고자 하였다.

최근 연구에서 nitric oxide (NO)는 신장조직에서 생산되며, 보상성신비대에 관여하는 여러가지 성장요소외 생산과 작용을 조절하는 것으로 추정되고 있다. 이러한 이유로 NO가 보상성신비대 기전의 열쇠라고 할 충분한 개연성이 있으며,NO에 대한 연구가 신사구체경화는 최소화하면서 신기능 항진을 도모할 수 있는 방법의 하나가 될 수 있다. 신장의 NO 생성율을 nitric oxide synthase (NOS)의 황성으로 표시하여 NO의 변화를 세포의 성장 특히 세포비대의 지표로 삼았다.

본 연구에서는 신생기 흰쥐에서 일측 신적출 후에 나타나는 대측 신장의 세포증식과 세포비대를 알아보기 위해 시행한 유세포분석과 NOS 활성의 측정으로 다음과 같은 결과를 얻었다

1. 유세포분석에서 복제기의 증가를 수반하는 합성기의 증가는 세포증식의 증거이므로 신생기 보상성신비대는 세포중식이 관여한다.

2. 세포중식은 일측 신장적출 후 48 - 72시간에서 나타난다.

3. G2+M기는 복제기로 손상 12시간후에서 대조군과 실험군간의 퉁계적으로 유의한 차이가 있었다.

4. NO는 초기(손상 2일이내) 신생기 보상성신비대의 중요한 인자이다.

5. 세포비대가 주로 나타나고 NOS이 증가하는 성년기의 보상성신비대와 비교하여 볼 때 NO는 신기능 항진으로 인한 세포비대와 관련이 있다.

이상의 결과로 신생기 신손상 후 일어나는 보상성신비대 과정은 세포비대 및 세포증식이 모두 관여한다. NO는 초기 보상성신비대 과정의 매개 인자로 추정되며, 이 기전에 대한 보다 명확한 연구가 진행되어 신장 세포비대 과정을 억제할 수 있다면 보상성신비대로

인한 신부전등의 예방을 도모할 수 있는 한 방법이 될 수 있다고 생각된다

[영문]

Renal compensatory growth, after the loss of functioning parenchyme due to nephrectomy or hydronephrosis, is an important clinical phenomenon which often eventually results in glomerulosclerosis and renal failure. Thus numerous efforts

have been made to elucidate the mechanism of compensatory growth and to discover the methods which can impede this process. Compensatory renal growth in mature animals is mainly by cellular hypertrophy, the increase in cellular component without increase in number of cells. But small portion of growth is composed of

hyperplasia, the increase in total number of cells,

To evaluate hyperplasia and hypertrophy, flow cytometry is employed. The DNA ploidy pattern of each kidney cell is analyzed, and the proportion of synthetic and replicating cells is calculated. For evaluation of hypertrophy, the presumed causative metabolite, nitric oxide, is titrated by indirectly measuring the

activity of its key enzyme, nitric oxide synthase. The results of the experiment is as follows.

1. The increase in fraction of synthetic and replicating cells in flow cytometry is a definite evidence of cellular hyperplasia, thus hyperplasia is involved in neonatal compensato교 renal growth.

2. Cellular hyperplasia is profound after 48 to 72 hours of injury.

3. A statistically significant difference was noted at 12 hours after nephrectomy between control and experimental groups in G2 + M phase(mitotic phase).

4. Nitric oxide is an important messenger of early (within 48 hours) renal compensatory growth in neonatal rats.

5. In view of the adult model of nitric oxide synthase experiment, where nitic oxide is confirmed to be involved in renal compensatory hypertrophy, nitric oxide is related to the renal hypertrophy in neonatal periods.

In conclusion, the compensatory renal growth in neonatal period is due to both hyperplasia and hypertrophy. Nitric oxide is a key signalling messenger of early compensatory renal growth, it can be stated that if the process of hypertrophy could be selectively blocked, prevention of renal failure as a consequence of glomerulosclerosis can be a reality.