신장 허혈 재관류 손상에 미치는 ethyl pyruvate의 효과

Abstract

[한글]이식수술의 과정에서 발생하는 허혈 재관류 손상은 이식 신장의 점진적 기능 상실 및 기능 부전과 연관되어 있으며, 이는 허혈 재관류 손상에 의한 산소자유기의 생성이 중요한 요인 중 하나인 것으로 보고 되어왔다. Pyruvate는 세포내외에 광범위하게 존재하는 내인성 항산화 물질이며, Ethyl pyruvate (EP)의 형태로 안정성을 유지할 수 있으나, 지금까지 신장 허혈 재관류 손상시 EP의 효과에 대한 보고는 없었다. 이에 본 연구에서는 신장 허혈 재관류 손상에서 EP 투여에 의한 신장손상 억제 효과를 확인하고, 그 기전을 밝힘으로서, EP의 임상적 적용 가능성을 높이고자 하였다.Sprague-Dawly rat에서 신장 허혈 재관류 손상을 일으키고, EP를 투여한 EP 투여군 (n=18), 허혈대조군 (n=18), 그리고 샴수술군 (n=18)의 3군으로 분류하였다. 각 군별로 실험 후 1, 3, 5일째 혈청 크레아티닌 및 TNF-α를 측정하였으며, 신장조직으로부터 대표적인 지연성 염증매개체인 High mobility group box-1(HMGB1)을 western blot으로 분석하였다.대조군에 비해 EP 투여군에서 재관류 3일 이후에 혈청 크레아티닌 및 TNF-α수치가 의미있게 낮아지는 것을 확인하였다. 이러한 지연성 효과를 확인하기 위해 신장조직으로부터 HMGB-1을 측정하였다. HMGB1은 신장허혈 재관류 손상시 증가하였으며, 이는 초기부터 증가하지만 지연성으로 더욱 상승하는 경향을 나타내었다. 또한 EP 투여시에는 이러한 지연적 상승이 감소하는 경향을 보였다.이와 같이 본 연구는 신장 허혈재관류 손상에 대한 EP의 유익한 효과가 지연성으로 발생함을 보여 주었으며, 이는 지연성 염증매개체인 HMGB-1의 지연성 상승을 EP가 억제함에 의해 발생하였을 가능성이 있다.

[영문]Reactive oxygen species (ROS) contribute significantly to ischemia-reperfusion injury and are associated with the gradual loss of renal function and renal failure after renal transplantation. Pyruvate is an endogenous antioxidant but its use as a therapeutic agent in treating conditions mediated by oxidative stress is limited by its poor stability in solution. However, ethyl pyruvate (EP), a soluble pyruvate derivative, has far greater stability than pyruvate and thus may serve as a practical pyruvate precursor. Therefore, we assessed the ability of EP to prevent renal ischemia-reperfusion injury.Sprague-Dawley rats were subjected to 40 minutes of renal warm ischemia. The animals were divided into three groups: the sham group without warm ischemia, the EP group (EP given before ischemia), and the ischemic control. Serum creatinine and TNF-α were measured 1, 3 and 5 days after ischemia. The expression of high mobility group box-1 (HMGB-1), a delayed inflammatory mediator, was also assessed by Western blot from renal specimens.In the EP group, there were late improvements in serum creatinine and TNF-α compared with the ischemic control. Based on this delayed effect, we assessed HMGB-1 expression in renal tissue. HMGB-1 expression increased with time in the ischemia process, and EP suppressed HMGB-1 expression 3 and 5 days after renal ischemia-reperfusion injury.These results demonstrate for the first time that EP ameliorates renal ischemia-reperfusion injury. EP attenuates the renal ischemia-reperfusion injury at least in part by suppressing HMGB-1, a late mediator of delayed inflammation.