저칼륨혈증 흰쥐 신장에서 Nrf2와 p-Nrf2 단백발현의 변화

조혜정; 안규윤

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저자정보: 조혜정 (전남대학교) 안규윤 (전남대학교)

저널정보: 대한체질인류학회 해부·생물인류학 대한체질인류학회지 제28권 제1호

발행연도: 2015.3

수록면: 55 - 62 (8page)

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K<SUP>+</SUP>평형조절에 이온통로나 펌프 유전자 이외에도 다양한 유전자가 관여한다. 저칼륨혈증 신장에서 NF-E2-related factor 2 (Nrf2) mRNA의 분포와 Nrf2 전사유전자가 이온수송체를 조절한다는 것은 밝혀져 있지만 Nrf2와 phosphorylated-Nrf2 (p-Nrf2) 단백의 분포는 밝혀지지 않았다. 이에 본 연구는 칼륨제한 식이에 따른 흰쥐 신장 내 Nrf2와 p-Nrf2의 발현 및 분포의 변화를 면역조직화학적 방법으로 관찰하였다.
면역조직화학적 소견에서 Nrf2 단백의 면역반응성은 토리쪽곱슬세관과 토리쪽곧은세관에서는 높게 발현되었고, 겉질 굵은오름부분에서는 중등도의 발현을 보였으며 바깥속질 굵은오름부분과 겉질집합관 및 바깥속질집합관에서는 낮게 발현되었다. 칼륨제한 식이군의 Nrf2의 발현부위는 정상 식이군과 비교해 차이가 없었으나 면역 반응성은 칼륨제한 식이 3주군의 토리쪽곱슬세관과 토리쪽곧은세관에서 최대발현을 보였다. 정상 식이군 p-Nrf2 단백의 면역반응성은 겉질 굵은오름부분, 겉질집합관 및 사구체내피세포의 핵에서는 높게 발현되었고, 먼쪽곱슬세관과 바깥속질집합관에서는 중등도의 발현을 보였으며, 토리쪽곱슬세관과 바깥속질 굵은오름부분의 핵에서는 낮게 발현되었다. 칼륨제한 식이군의 p-Nrf2의 발현부위는 정상 식이군과 비교해 유사하였으며 면역반응성은 칼륨제한 식이 2주군과 3주군의 바깥속질집합관의 핵에서 현저히 증가하였으며 그 외 겉질집합관, 먼쪽곱슬세관, 겉질 굵은오름부분 및 바깥속질 굵은오름부분에서는 중등도의 증가를 보였으며, 겉질 토리쪽곱슬세관에서는 정상 식이군과 유사하였다.
이상의 결과로 저칼륨혈증에서 신장 Nrf2와 p-Nrf2의 단백발현 양상은 상호 간에 차이를 나타냈으나 면역반응성은 칼륨제한 식이가 길어질수록 증가함을 보여주었다. 또한 이온수송체 단백의 발현부위와 유사하여 이들 유전자의 조절뿐만 아니라 세포 내 신호전달에 있어 중요한 역할에 관여할 것임을 시사해 주었다.

Potassium (K) balance is regulated not only by ion channels and ion transporters, but also by various genes including NF-E2-related factor 2 (Nrf2). Although mRNA distribution and role of Nrf2 has been studied in hypokalemic kidney, the distribution of Nrf2 and phosphorylated-Nrf2 (p-Nrf2) proteins are not known. The present study was planned to examine the alteration of expression and distribution of Nrf2 and p-Nrf2 protein in the kidney of normal and K-depleted rats using immunohistochemistry.
In normal rat kidneys, Nrf2 was highly expressed in the proximal convoluted tubule and proximal straight tubule, moderately in cortical thick ascending limb, and weakly in cortical collecting duct, outer medullary thick ascending limb, and outer medullary collecting duct. In K-depleted groups, the pattern of cellular labeling of Nrf2 protein was identical to that of normal group, but the signal intensity was prominently increased in proximal convoluted tubule and proximal straight tubule especially in rats at K-free diet 3 weeks. In normal rat kidneys, p-Nrf2 was highly expressed in nucleus of cortical thick ascending limb, cortical collecting duct, and glomerular endothelial cell, moderately in distal convoluted tubule and outer medullary collecting duct, and weakly in proximal convoluted tubules and outer medullary thick ascending limb. In K-depleted groups, the pattern of cellular labeling of p-Nrf2 protein was similar to that of normal group, but signal intensity was significantly increased in the nucleus of outer medullary collecting duct from of K-free diet 2 and 3 weeks groups.
These results suggest that Nrf2 and p-Nrf2 expression was gradually increased in K-depleted groups of kidney, but Nrf2 and p-Nrf2 expression patterns were not exactly matched. In addition, it is suggested that enhanced expression of Nrf2 and p-Nrf2 in hypokalemic condition may affect the regulation of ion channels and ion transporters and subsequent intracellular signal transduction.

#저칼륨혈증 #면역조직화학 #Hypokalemia #NF-E2-related factor 2 (Nrf2) #p-Nrf2 #Immunohistochemistry

참고문헌 (32)

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1. [학술대회논문] - Moi P / 1994 / Isolation of NFE2-related factor 2 (Nrf2), a NF-E2-like basic leucine zipper transcriptional activator that binds to the tandem NFE2/AP1 repeat of the beta-globin locus control region / Proc Natl Acad Sci USA 91 : 9926 ~ 9930

2. [학술지(정기간행물)] - Itoh K. / 1995 / Cloning and characterization of a novel erythroid cellderived CNC family transcription factor heterodimerizing with the small Maf family proteins / Mol Cell Biol 15 : 4184 ~ 4193

3. [학술지(정기간행물)] - Liu M. / 2009 / Transcription factor Nrf2 is protective during ischemic and nephrotoxic acute kidney injury in mice / Kidney Int 76 : 277 ~ 285

4. [학술지(정기간행물)] - Motohashi H. / 2004 / Nrf2-Keap1 defines a physiologically import ant stress response mechanism / Trends Mole Med 11 : 549 ~ 555

5. [학술지(정기간행물)] - Shen G. / 2005 / Regulation of Nrf2, NF-κB, and AP-1 signaling pathways by chemopreventive agents / Antioxid Redox Signal 7 : 1648 ~ 1663

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