CFTR과 NHE 상호작용에 의한 췌액 전해질 분비 조절

Abstract

[한글]췌장 관세포는 고농도의 HCO3 가 함유된 췌액을 분비한다. HCO3 는 장관에서 소화효소의 활성유지 및 위산의 중화에 중요한 역할을 하며, 췌장 및 소화기의 여러 질환이 관세포에서의 췌액분비 감소와 관련이 있다. 본 연구에서는 cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR)와 내강막 Na /H exchanger (NHE) 상호연결의 의미를 HCO3 분비와 관련지어 살펴보았다.

RT-PCR 및 western blotting 실험에서 췌장 조직은 CFTR과 NHE를 연결할 수 있는 단백인 EBP50를 발현하고 있었으며, NHE 연구에 자주 이용되는 세포인 PS120 세포주도 이전의 보고와는 다르게 EBP50를 갖고 있었다. 면역침강 및 면역형광염색 방법으로 검색한 결과 CFTR-EBP50-NHE3는 PS120 세포주와 생쥐 췌장조직에서 단백복합체로 존재하고 있었으며, 특히 췌장 관세포에서는 내강막에 집중적으로 존재하는 것을 관찰하였다. 세포의 pHi를 재는 방법으로 NHE 기능을 측정한 결과 PS120 세포주에서 CFTR은 cAMP의 NHE3 억제 작용을 더욱 증가시켰으며 이 효과는 저농도의 cAMP에서 더욱 현저하였다. 또한 내강관류 췌관에서는 CFTR이 존재하는 wild type 생쥐의 경우 CFTR이 손상된 ΔF508 생쥐에 비하여 cAMP가 내강막 NHE의 기능을 더욱 억제하였다.

결론적으로 본 연구결과를 볼 때 연결단백 EBP50를 통한 CFTR과 내강막 NHE의 상호작용이 췌장 관세포의 주 기능인 HCO3 분비를 조절하고 있음을 알 수 있었고, CFTR 손상에 의한 HCO3 분비감소가 여러 폐·췌장 질환과 관련 있음을 고려할 때 이 기전은 상피세포 전해질 분비조절에 있어 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다.

[영문]Bicarbonate (HCO3 ) has an important role in the regulation of pH and viscosity of the secreted fluid which performs critical function in digestive systems. In the present work, it was aimed to examine the significance of the association between cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) and luminal Na /H exchange (NHE) mechanisms in relation to HCO3 secretion in a heterologous expression system (PS120 cell) and the mouse pancreactic duct cells.

The PS120 cell lines as well as mouse pancreata showed a native expression of the cellular scaffold, ERM-binding phosphoprotein 50 (EBP50, other name NHERF). CFTR-EBP50- NHE3 complexes were detected in PS120 cells and pancreata by both immunoprecipitation and double-immunostainings. Notably, the co-expression of CFTR augments the cAMP- induced inhibition of NHE activities in PS120/NHE3 cells and the luminal membrane of pancreatic ducts. Considering the facts that the luminal NHE works as a HCO3 -absorbing transporter and HCO3 governs the viscosity of the luminal fluid, above results have enormous implications in CFTR-related diseases.