Lithospermate B가 당뇨 백서 사구체에 미치는 영향

Abstract

[한글]

당뇨병성 신병증은 전세계적으로 말기 신부전증의 원인 질환 중 가장 많은 빈도를 차지하고 있으며, 이의 발생 및 진행 기전은 수많은 노력에도 불구하고 아직 명확히 정립되어 있지 않다. 대규모의 임상 연구들을 통해 고혈당뿐만 아니라 전신적인 고혈압 역시 당뇨병성 신병증의 발생 및 진행에 중요한 역할을 하는 것으로 되어 있으나, 혈당을 엄격하게 조절하고 안지오텐신 전환효소 (angiotensin-converting enzyme) 억제제나 안지오텐신 II 수용체 길항제와 같은 항 고혈압제를 사용하여 혈압을 철저히 조절함에도 불구하고 당뇨병성 신병증은 점차 증가하고 있는 추세이다. 따라서, 당뇨병성 신병증의 발생 및 진행에 관한 치료 방법에 대한 새로운 시각이 요구 되고 있는 실정이다.

Magnesium lithospermate B (LAB)는 당뇨병성 합병증의 치료에 쓰여 온 민간 약제인 Salvia miltiorrhizae Radix에서 새롭게 추출해낸 합성제로서 신 절제로 유발된 신부전 백서에서 신기능 및 형태학적 소견의 호전 효과를 나타내며, 활성 산소족 생성을 감소시키는 것으로 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 LAB 투여가 당뇨병성 신병증에서 신비대 및 요단백 배설 등에 미치는 영향에 대해 조사함과 동시에 당뇨병성 신병증의 중요 매개인자인 transforming growth factor-β1 (TGF-β1)과 세포외 기질의 주요 성분인 fibronectin의 사구체내 발현에 미치는 영향을 알아보고자 streptozotocin (STZ)으로 당뇨가 유발된 백서에서 LAB를 12주간 투여한 후 사구체내 TGF-β1과 fibronectin의 발현을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 체중 당 신장 무게는 당뇨군에 비해 LAB 투여 당뇨군에서 유의하게 적었으며 (1.79 ± 0.11% vs. 1.14 ± 0.06%, p<0.05), 24시간 요단백 배설량도 LAB 투여로 의의있게 감소되었다 (90.6 ± 11.3 mg/day vs. 31.6 ± 5.1 mg/day, p<0.05).

2. 사구체내 TGF-β1 mRNA와 단백 발현은 대조군에 비해 당뇨군에서 각각 190%와 140% 증가되었으며 (p<0.05), LAB 투여로 당뇨 사구체내 TGF-β1 mRNA와 단백 발현 증가가 각각 89%와 73% 억제되었다 (p<0.05).

3. Fibronectin mRNA 발현은 대조군에 비해 당뇨군에서 180% 증가되었으며 (p<0.05), LAB 투여 당뇨군에서는 당뇨군에 비해 사구체내 fibronectin mRNA의 발현 증가가 61% 억제되었다.

4. 면역조직화학 염색을 시행한 결과, 당뇨군에서 대조군에 비해 사구체내 TGF-β1과 fibronectin 단백의 발현이 유의하게 증가되어 있었으며 (2.1 ± 0.3 vs. 0.7 ± 0.1; 2.3 ± 0.2 vs. 0.8 ± 0.1, p<0.05), LAB 투여 당뇨군에서는 당뇨군에 비해 TGF-β1과 fibronectin 단백 발현의 증가가 의의있게 감소된 소견을 보였다.

이상의 결과로, STZ로 당뇨가 유발된 백서에서 관찰되는 사구체내 TGF-β1과 fibronectin mRNA와 단백의 발현 증가가 LAB 투여로 유의하게 억제됨을 확인하였다. 따라서 LAB가 당뇨병성 신병증의 발생 및 진행 예방에 유용한 약제로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

[영문]Background: Lithospermate B (LAB) is an active component isolated from Salvia miltiorrhizae, a Chinese herbal medicine traditionally used for the treatment of diabetic complications. Previous study reported that LAB suppressed TGF-β1 and fibronectin protein expression in diabetic kidney. This study was performed to see whether LAB inhibits TGF-β1 and fibronectin mRNA as well as protein expression in diabetic glomeruli.

Methods: Eighteen male Sprague-Dawley rats weighing 220-250g were used. Six were injected with diluent (C) and 12 with 65mg/kg streptozotocin (STZ) intraperitoneally. STZ-induced diabetic rats were left untreated (DM, n=6) or were treated with 10mg/kg/day LAB by gavage for 12 weeks (DM+LAB, n=6). Glomeruli were isolated by sieving technique. RT-PCR, Western blot, and immunohistochemistry were performed.

Results: The ratio of kidney weight to body weight in DM (1.79 ± 0.11%) was significantly higher than C (0.58 ± 0.03%) and DM+LAB (1.14 ± 0.06%). Compared to C, 24-hour urinary protein excretion was significantly higher in the DM (19.8 ± 3.2 mg/day vs. 90.6 ± 11.3 mg/day, p<0.05), and LAB treatment inhibited the increase in proteinuria in DM (31.6 ± 5.1 mg/day, p<0.05). TGF-β1 mRNA and protein expressions in 12-week DM glomeruli were increased significantly (140%, 190% compared to C, respectively, p<0.05). LAB treatment inhibited the increase in TGF-β1 mRNA expression by 89%, and TGF-β1 protein expression by 73% (p<0.05). Fibronectin mRNA expression in DM+LAB glomeruli were also significantly reduced by 61% compared with DM glomeruli (180% compared to C, p<0.05). LAB treatment significantly ameliorated increased glomerular TGF-β1 and fibronectin protein expression in DM as assessed by immunohistochemistry (p<0.05).

Conclusion: TGF-β1 and fibronectin mRNA and protein expressions were increased in DM glomeruli and this increment was effectively ameliorated by LAB treatment. Our data suggest that LAB may be used as a new therapeutic agent for the treatment of diabetic nephropathy.