The mechanism of attenuation of epithelial-mesenchymal transition by a phosphodiesterase 5 inhibitor via renal klotho expression

Abstract

배경: 포스포디에스터 가수분해효소 5 억제제 (phosphodiesterase-5 inhibitor, PDE-5 inhibitor) 는 신체 내 여러 장기에서 cyclic guanosine monophosphate (cGMP) 의 분해를 통해 혈관을 확장시킨다. 그러나 정상적이지 않은 산화질소 (nitric oxide, NO) 시스템에서 PDE-5 inhibitor 의 작용은 아직 확실히 규명되지 않았다. 이전 연구에 따르면, 감소된 NO 생체이용률은 클로토 (klotho) 발현을 하향조절 시킨다고 했으나, klotho 와 NO 의 관계는 아직 명확하지 않다. 따라서 본 연구에서는 PDE-5 inhibitor 가 상피-간엽 전환 (epithelial -mesenchymal transition, EMT) 을 완화시킬 수 있는 지 여부 및 NO 와 klotho 의 관계를 알아보고자 한다. 방법: 200g 정도 무게의 10주령 수컷 Sprague-Dawley rats (N=24) 를 사용하였다. 각 군은 대조군 (N=6), L-NAME (N=6), udenafil (N=6), L-NAME + udenafil (N=6) 으로 구성되었다. 그리고, 각 군에 따라 4주 간L-NAME 1mg/mL 를 경구로 투여하거나, udenafil 5mg/kg 을 피하로 주사하였다. 연구 28일째에 소변의 nitrate/nitritie, neutrophil gelatinase associated lipocalin (NGAL) 및 cGMP 를 측정하였다. 그리고 신장의 조직을 얻어 proliferative cell nuclear antigen (PCNA), α-smooth muscle cell antigen (α-SMA), E-cadherin 및 klotho 발현을 조사하였다. 결과: PDE-5 inhibitor 투여군에서는 cGMP 분해가 방해되면서 대조군에 비해 소변 내 cGMP 의 농도가 감소되었다. L-NAME 투여 군에서는 소변 내 NGAL 의 농도가 증가되었고 L-NAME, udenafil동시 투여군에서는 증가되지 않고 대조군과 비슷하였다. EMT 표지자 인 PCNA 와 α-SMA 발현은 L-NAME 군에서 증가되었고 L-NAME, udenafil 동시 투여군에서는 감소되었다. 그러나, 항EMT 표지자인 E-cadherin 경우에는 그 결과가 반대였다. Klotho 발현은L-NAME 투여군에 비해 동시 투여군에서 증가되었다. 이와 같은 결과와 NO 시스템 과의 연관성을 알아보기 위해 endothelial nitric oxide synthase (eNOS) 발현을 측정하였는데, L-NAME 투여군과 동시 투여군을 비교해 볼 때 차이는 없었다. 결론: 본 연구는 L-NAME 투여군과 L-NAMEᆞudenafil 동시 투여군의 NO 억제, 그리고 L-NAME 투여군에서 EMT 표지자의 변화와 klotho 감소가 L-NAME, udenafil 동시 투여 시 개선되는 결과를 근거로 하여, PDE-5 inhibitor 가 NO 시스템과 무관하게 klotho 를 통해 신장에서의 EMT 발생을 완화시킬 가능성을 제시하고 있다.