Function and expression of epithelial sodium channel (ENaC) α,β,γ in human endolymphatic sac

Abstract

[한글]

이온 채널은 내이의 항상성과 내림프의 양을 조절하는 데에 있어 필수적인 것으로 사료되어진다. 일반적으로 Na+의 이동은 물의 이동을 수반하므로, 내림프의 양의 조절은 내이에서의 Na+ 이동과 밀접한 관계가 있다고 할 수 있다. 특히 내림프낭은 현재까지 그 명확한 기능이 밝혀지지는 않았지만, 내림프 양의 조절과 관련이 있다고 알려져 있으며, 이러한 내림프낭에서의 Na+이동 또한 내림프 양의 조절과 밀접한 연관이 있을 것으로 사료된다. 와우와 전정의 내림프에서 Na+이동에 대해서는 많은 연구가 이루어졌지만, 내림프낭상피에서의 이온 수송에 대해서는 근래에 와서야 동물실험을 통하여 연구가 되어지기 시작하였다. Epithelial Na+ channel (ENaC), Na+-H+-exchanger, Na+-K+-ATPase가 내림프낭의 상피에 존재함이 동물 실험으로 증명되었으며, Na+의 이동은 타 부위와 마찬가지로 상피세포 첨부의 ENaC과 NHE로 흡수되어 기저면의 Na+-K+-ATPase로 배출되는 것으로 사료된다. 본 연구에서는 정상 내림프낭 조직과 배양된 내림프낭 세포에서 RT-PCR과 면역조직화학염색을 이용하여 내림프낭상피에서의 ENaC의 존재를 규명하고, 배양된 상피에서 Ussing chamber를 이용하여 short-circuit current(ISC)의 발생과 ENaC 길항제인 amiloride (100 μM)가 이를 차단함을 보여 ENaC의 기능을 입증하였다. 이러한 결과는 사람 내림프낭상피의 첨부에 존재하는 ENaC이 내림프의 양 조절과 항상성에 중요한 역할을 담당함을 시사하며, 내림프수종과 메니에르병의 병태생리 규명에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

[영문]Ion channels are thought to be essential for maintaining an inner ear homeostasis and regulating volume of endolymph. As water accompanies the Na+ transport usually, endolymph volume regulation may be related to Na+ transport in the inner ear, especially in the endolymphatic sac, although of which the exact funtion has not been defined, known to be associated with endolymph volume regulation. There have been many studies about Na+ transport which might be essential for the homeostasis and volume regulation of the cochlea and vestibular system, but involvement of the endolymphatic sac epithelium in ion transport has recently been studied in animal models. Epithelial Na+ channel (ENaC), Na+-H+-exchanger (NHE), Na+-K+-ATPase have been shown to be present in the epithelial cells of the endolymphatic sac by animal models, and Na+ transport may be accomplished through ENaC and NHE with excretion via Na+-K+-ATPase. In the present study, we demonstrated the presence of ENaC in the endolymphatic sac cells by in vitro and in vivo study of RT-PCR and immunohistochemistry. And we also demonstrated ENaC activities in cultured endolymphatic sac cells by measuring the short circuit current (Isc) in Ussing chamber which decreased by luminal addition of ENaC inhibitor, amiloride (100 ？M). This study suggests that ENaC in the apical membrane of the epithelial cells of human endolymphatic sac may plays an important role in regulating inner ear fluid volume and inner ear homeostasis, and also may help elucidating the mechanism of endolymphatic hydrops and Meniere…s disease.