Cyclic AMP가 흰쥐 사구체 상피세포의 Heparan Sulfate Proteoglycan 유전자 조절에 미치는 영향 = The Effect of Cyclic AMP on Gene Regulation of Glomerular Basement Membrane Heparan Sulfate Proteoglycan in Rat Glomerular Epithelial Cells
Glomerualr membrane heparan sulfate proteoglycan(GBM HSPG)은 사구체 상피세포에서 생성되는 사구체 기저막 구성물질로서 사구체 기저막이 음전하를 띄게 함으로서 소위 전하장벽'을 이루어 사구체 기저막의 투과성을 안정되게 유지하는 역할을 하며, 사구체 기저막에서의 GBM HSPG의 소실은 단백뇨의 발생과 밀접한 관계가 있음은 이미 잘 알려져 있다. cAMP는 각종 유전자를 조절하는 중간 매개체로서 세포 특이적으로 작용하는 것으로 알려져 있으나, 아직까지 cAMP가 사구체 상피세포에서 GBM HSPG 유전자의 조절에 어떠한 영향을 미치는지 알려져 있지 않다. 이에 cAMP가 사구체 상피세포의 GBM HSPG 유전자 발현에 미치는 영향을 알아보아 사구채내에서 cAMP가 중가되어 있는 각종 신질환에서 단백뇨의 발생기전 규명에 도움을 주고자 본 연구를 시행하였다.
흰쥐의 사구채 상피세포를 배양하여 1mM 농도의 cAMP를 가한 후 1시간, 6시간, 24시간 및 48시간에 RNase protection assay법으로 GBM HSPG mRNA 발현의 변화를 살펴보고, 아울러 cAMP 첨가 후 12시간, 24시간 및 48시간에 면역침전법을 이용하여 GBM HSPG 생성을 정량적으로 측정하였다.
1mM cAMP 투여 후 GBM HSPG mRNA 발현의 변화를 살펴보면 투여 후 1시간, 6시간, 24시간 및 48시간에 각각 43%, 32%, 47% 및 47%의 감소가 관찰되었고, GBM HSPG의 생성은 12시간, 24시간 및 48시간 후에 각각 51%, 70% 및 68%의 감소가 있었다.
결론적으로 cAMP는 사구체 상피세포의 GBM HSPG myNA의 발현을 억제하였고, GBM HSPG의 생성을 감소시킴을 알 수 있었다. 따라서 사구체내에서 cAMP가 증가되어 있으면서 단백뇨를 동반하는 각종 신질환에서 단백뇨의 발생은 cAMP에 의한 사구체 상피세포의 GBM HSPG 유전자 억제와 밀접한 관계가 있을 것으로 생각된다.
It is well known that the glomerular basement membrane heparan sulfate proteoglycan(GBM HSPG) synthesized by glomerular epithelial cell(GEC) has an important role in the permeability of glomerular basement membrane and cyclic AMP(CAMP) is involved in regulation of a wide variety of genes maybe including GBM HSPG gene. The direct effect of cAMP on GBM HSPG gene expression and metabolism was not evaluated as yet. Proteinuria represents an impairment of permselectivity function of glomerular basement membrane regulated by GBM HSPG and could be associated with increased glomerular level of CAMP in nephrotic syndrome of diverse causes.
RPD-I(rat GBM HSPG core protein domain-I) detected a >9.5kb transcript of GBM HSPG in RNA of rat GEC. Employing a riboprobe synthesized from RPD-I in RNase protection assay, we examined whether cAMP regulated perlecan expression in the GEC. At 1, 6, 24 and 48 hrs of incubation, 1 mM cAMP caused 43%, 32%, 47% and 40% reduction in mRNA expression of perlecan, respectively. Immuno-precipitation showed a corresponding reduction of 51%, 70% and 68% in the synthesis of 35SO4 labeled GBM HSPG by the GEC following 12, 24 and 48 hrs of incubation with cAMP.
Our results show that decrease in GBM HSPG gene expression and synthesis by cAMP may be of relevance to proteinuric states characterized by activation of these mediators.
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