고혈압에서 myogenic tone의 변화

Abstract

[한글]

근원성 반응 (myogenic response)은 혈관내압이 증가할 때 일어나는 혈관수축, 역으로 혈관내압이 감소할 때 일어나는 혈관이완을 일컫는 것이다. 최근에 근원성 장력 (myogenic tone)에 관한 많은 연구들이 저항혈관에서의 긴장도 조절에 근원성 기전의 중요한 역할이 무엇인지, 특히 이러한 기전이 고혈압의 특징인 말초혈관 저항의 증가에 관여하는 지를 규명하는 것에 초점이 맞추어 지고 있다. 따라서 본 연구에서는 SHR에서 증가된 근원성 장력이 SHR의 형성 및 유지에 관여하는지를 규명하고자 1) SHR과 WKY에서 신장 (stretch)에 의한 근원성 장력의 크기를 비교하고, 2) SHR과 WKY에서 근원성 장력의 형성에 관여하는 기전을 규명하고자 SHR과 WKY의 basilar artery를 신장시켰을 때 수축반응, rhoA 단백질 및 PKC의 immunoblot 및 translocation을 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 세포외액에 Ca^(2+)이 존재하는 실험조건에서 basilar artery를 신장시켰을 때 SHR과 WKY에서 모두 근원성 장력이 유발되나 WKY에서 보다 SHR에서 큰 근원성 장력을 보였다. 그러나 세포외액에 Ca^(2+)이 존재하지 않을 경우에는 SHR에서만 신장에 의해서 근원성 장력이 유발되었을 뿐 WKY에서는 신장에 의해 근원성 장력이 유발되지 않았다.

2. 신장에 의한 근원성 장력은 막전압 의존성 Ca^(2+) 통로 차단제인 nifedipine에 의해 SHR 및 WKY에서 모두 억제되었으며 그 억제 정도는 유사하였다.

3. Rho-kinase 억제제인 Y-27632는 SHR 및 WKY에서 신장에 의한 근원성 장력을 모두 억제하였으나 그 억제정도는 WKY에서 보다 SHR에서 더욱 더 현저하였다. 한편, PKC 억제제인 H-7이나 calphostin-C 역시 신장에 의한 근원성 장력을 현저하게 억제시켰으며, 그 억제 정도는 WKY에서 보다 SHR에서 더욱 더 현저하였다.

4. RhoA 및 PKC isoforms-specific antibody를 사용한 immunoblotting 결과 PKCα의 경우 SHR과 WKY에서 유사한 정도의 band를 보였으나 rhoA 및 PKCε는 WKY보다 SHR에서 더욱 더 강한 band를 보였다.

5. RhoA 단백질은 SHR과 WKY에서 모두 신장을 가하지 않은 혈관조직에서는 세포질에 다량 존재하였으나 신장에 의해 세포막으로 translocation 하였다. 그러나 translocation의 정도는 WKY보다 SHR에서 더욱 더 많이 일어났다.

6. PKCα는 SHR 및 WKY에서 모두 신장에 의해 세포질에서 세포막으로 유사한 정도로 translocation 하였으나 PKCε의 경우에는 SHR에서만 translocation이 일어났고 WKY에서는 일어나지 않았다.

이상의 실험을 종합하여 볼 때 SHR에서 신장에 의한 근원성 장력은 WKY의 경우 보다 크게 나타났으며, 이러한 증가는 rhoA 단백질과 PKCε의 양적 증가 및 활성도 증가에 기인하는 것으로 생각된다.

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핵심되는 말 : 근원성 장력, SHR, WKY, rho-associated kinase (ROK), PKC, Y-27632

[영문]

The myogenic response was originally described as the contraction of a blood vessel that occurred following an increase in intravascular distending pressure. Conversely, reductions in intravascular pressure produce myogenic vascular relaxation. Recent attention has focused on the potential role of the myogenic mechanism in the control of tone in the resistance vasculature, and in particular how this mechanism could contribute to the increased vascular resistance characteristic of hypertension. Therefore, in the present study, the role of

myogenic tone on the generation and/or maintenance of hypertenion was investigated by measuring contractile responses, protein kinase C (PKC) immunoblots, translocation of the PKC and rho A.

In the presence of extracellular Ca^(2+), stretch of the resting vessel evoked a myogenic contraction in basilar artery of SHR and WKY rats. Myogenic tone was significantly greater in SHR than in WKY. However, in the absence of extracellular Ca^(2+), stretch evoked a myogenic contraction in SHR, but not in WKY.

The stretch-induced myogenic tone was inhibited by treatment of the tissue with nifedipine, a blocker of voltage-dependent Ca^(2+) channel. The effect of nifedipine was similar in both SHR and WKY rats. The PKC inhibitors, H-7 and calphostin C, and a rho A-activated protein kinase (ROK) inhibitor, Y-27632, also inhibited the stretch-induced myogenic tone in both SHR and WKY rats. The inhibitory effects of PKC inhibitors and Y-27632 were greater in SHR than in WKY. Immunoblotting using isoform-specific antibodies showed rho A and PKCα were translocated from the cytosol to the cell membrane by stretch in both SHR and WKY.

PKCε, however, was translocated by stretch in SHR, but not in WKY.

These results suggest that stretch-induced myogenic tone was significantly greater in SHR than in WKY. Furthermore, increase in amount and/or activity of PKCε and ROK may be key mechanisms for the enhanced myogenic tone in SHR.