TRPC3 소실 유전자 재조합 쥐의 phenylephrine에 의한 심비대 현상의 감소

Abstract

세포에 작용하는 칼슘신호는 세포의 생존과 사멸에 관계되는 거의 모든 신호에 관여하며, 칼슘신호의 변화는 세포수준을 떠나, 개체의 표현형적 특징 또는 질병에까지 영향을 미친다. 칼슘신호가 매우 크게 영향을 주는 현상의 하나가 바로 심비대 현상이다. 심혈관계에 영향을 미치는 칼슘통로들의 종류는 여러 가지 있지만, 그 중에서도 transient receptor potential canocical (TRPC) 그룹 단백질이 최근 가장 많이 연구되고 있다. TRPC 그룹 단백질들은 G단백 연결수용체 (G protein-coupled receptor: GPCR)들에 의해 활성화되는 칼슘유입 통로이다. 본 연구에서는, transient receptor potential canocical number3 (TRPC3) 소실 유전자 재조합 쥐를 이용하여 TRPC3가 심비대 현상에 미치는 영향을 규명하고자 하였다.먼저, 혈관 수축제인 phenylephrine을 4 주간 일정하게 유리하는 osmotic pump를 이식하여 혈압의 변화를 관찰하였다. 정상유전자 쥐에 phenylephrine을 투여하였을 때 2 주 후까지 혈압이 상승하다가 급격한 저하를 관찰할 수 있었으며, 4 주에 이르는 동안 혈압은 계속 감소하거나 결국 사망하였다. 반면에 TRPC3 소실 유전자 재조합 쥐의 경우는 소폭의 혈압의 상승을 보였으나, 급격한 혈압의 저하 없이 4주간 지속적으로 상승하였다. 이러한 차이를 보이는 원인이 심장의 기능 부전이라는 가설 하에, 여러 가지 심비대 현상에 대한 지표들을 관찰하였다. 심장 대 몸무게의 비율, H&E 염색, beta-myosin heavy chain (β-MHC), atrial natriuretic peptide (ANP), brain natriuretic peptide (BNP)의 mRNA 발현 정도와 심장의 섬유화 정도를 측정하였을 때, 정상유전자 쥐에 비해 TRPC3 소실 유전자 재조합

쥐가 phenylephrine-유도성 고혈압에 대한 병적 세포비대 지표가 낮음을 확인하였다. 또한, 심장의 기능을 직접적으로 비교하기 위해 소동물용 초음파 장비를 이용하여 심초음파를 측정한 결과 phenylephrine-유도성 고혈압 모델이 적용된 정상유전자의 쥐에서만 유의적인 fractional shortening (%FS) 값의 감소를 보였다.앞서 살펴본 심비대 현상의 지표들과 심초음파 결과를 통하여 TRPC3 소실 유전자 재조합 쥐가 정상유전자를 가진 쥐에 비해 확연하게 병적 심비대 현상이 감소되어 있었음을 확인하였다. TRPC3 소실 유전자 재조합 쥐가 phenylephrine-유도성 심비대 현상에 저항성을 보이는 것에 대한 원인을 규명하기 위하여 분자 수준의 기전 연구를 진행하였다. 흥미롭게도 L-형 전압개폐식 칼슘통로 중 하나인 Cav1.2가 정상유전자 쥐에 비해 확연하게 감소되었고 이는 mRNA, 단백발현 측정을 통하여 확인하였다. 이러한 Cav1.2의 발현에 차이는 첫째, TRPC3 소실 유전자 재조합 쥐의 일차배양 심근세포에서 감소된 칼슘유입, 둘째, Cav1.2의 강력한 프로모터 위치에 매우 보존된 칼슘의존적 전사인자인 NFAT의 결합부위의 존재, 셋째, TRPC3 siRNA를 처리한 심근세포에서 감소된 NFAT3의 인산화와 Cav1.2발현양 감소 등을 미루어 볼 때 TRPC3의 유무로 발생된 칼슘유입 차이에 의한 전사조절의 결과라고 판단된다.결론적으로, TRPC3는 병적 심비대 과정에 매우 중요하게 작용하는 인자로 판단할 수 있으며 이의 조절을 통해 병적 심비대 질환의 치료에 이바지 할 수 있을 것으로 기대된다.