본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

당과 후기당화합물에 의한 사구체 상피세포 ZO-1 발현의 변화

Effects of High Glucose and Advanced Glycosylation Endproducts (AGE) onZO-1 Expression in cultured Glomerular Epithelial Cells (GEpC)

이해수|이진석|하태선|윤옥자
대한소아신장학회 (The Korean Society Of Pediatric Nephrology)|2004.10|Childhood Kidney Diseases (Childhood Kidney diseases)|제8권 제2호|pp. 138-148

1

조회

0

다운로드

1

인용

0

참고문헌

주제분류소아과학

초록

목 적 : 단백뇨 질환에서 볼 수 있는 사구체 상피세포(glomerular epithelial cells, GEpC) 족돌기(foot process)의 병리학적 변화에 있어서 GEpC사이의 세극막(slit diaphragm)과 세포골격을 연결하는 ZO-1 단백의 당뇨조건에 따른 변화를 알아보고자 하였다. 방 법 : 백서 GEpC을 배양하고 고농도의 당과 후기당화합물(advanced glycosylation endproducts, AGE)를 적용하여 당뇨병 환경에 가까운 조건을 설정한 후, ZO-1 단백양은 Western 분석으로, 분포 변화는 공초점 현미경으로, 유전자 표현의 변화는 RT-PCR로 관찰하였다. 실험군은 당의 농도를 5 또는 30 mM로, AGE와 BSA를 첨가하고 osmotic control로서 당 5 mM에 mannitol 25 mM을 섞은 것을 조합하여 A5, A30, B5, B30, Aosm로 하였다. 결 과 : 공초점 현미경 상 ZO-1은 정상적인 환경인 B5에서 B30, A5, 가장 병적인 A30 환경으로 진행할수록 세포질의 바깥에서 안쪽으로 이동하는 양상을 보였다. ZO-1 단백양은 B5 결과를 대조군으로 비교하여 당을 첨가한 B30에서 11.1%, AGE를 추가한 조건인 A5에서 2.3% 감소하였으나 통계적 유의성은 없었고, 당과 AGE가 동시에 첨가된 A30에서는 19.0%의 유의한 감소를 보였다. mRNA의 발현도 A30에서만 12.0%의 의의 있는 감소를 보였다. 이러한 단백질과 mRNA의 감소 소견은 osmotic control (Aosm)에서는 관찰할 수 없었다. 결 론:고농도의 당과 AGE에 의한 GEpC의 ZO-1의 분포 변화와 유전자 수준에서의 억제로 단백의 생성 감소를 초래함으로써, 장기간 당뇨환경에서 족돌기의 형태학적 변화를 설명할 수 있으며, 추후 이의 변화 기전에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

Abstract

Purpose:Regardless of the underlying diseases, the proteinuric condition demonstrates ultrastructural changes in podocytes with retraction and effacement of the highly specialized interdigitating foot processes. We examined the molecular basis for this alteration of the podocyte phenotypes, including quantitative and distributional changes of ZO-1 protein as a candidate contributing to the pathogenic changes in the barrier to protein filtration. Methods:To investigate whether high glucose and advanced glycosylation endproduct(AGE) induce podocyte cytoskeletal changes, we cultured rat GEpC under 1) normal glucose(5 mM, =control) or 2) high glucose(30 mM) or 3) AGE-added or 4) high glucose plus AGE-added conditions. The distribution of ZO-1 was observed by confocal microscope and the change of ZO-1 expression was measured by Western blotting and RT-PCR. Results:By confocal microscopy, we observed that ZO-1 moves from peripheral cytoplasm to inner actin filaments complexes in both AGE-added and high glucose condition. In Western blotting, high glucose or AGE-added condition decreased the ZO-1 protein expression by 11.1%(P>0.05) and 2.3%(P>0.05), respectively compared to the normal glucose condition. High glucose plus AGE-added condition further decreased ZO-1 protein expression to statistically significant level(12%, P<0.05). No significant change was seen in the osmotic control. In RT-PCR, high glucose plus AGE-added condition significantly decreased the expression of ZO-1 mRNA by 12% compared to normal glucose condition. Conclusion:We suggest that both high glucose and AGE-added condition induce the cytoplasmic translocation and suppresses the production of ZO-1 at transcriptional level and these changes may explain the functional changes of podocytes in diabetic conditions.

참고문헌 (39)

  1. "Pathogenetic mechanisms of glomerular injury, in Harrison's Internal Medicaine", pp.1534~1536 (1998), McGraw-Hill Companies
  2. "Myers B. Glomerular size- selectivity and micro-albuminuria in early diabetic glomerular disease. Kidney Int 1992", pp.840~6
  3. "Michael AF. Human glomerular basement membrane chemical composition in diabetes mellitus. Acta Med Scand 1973", pp.39~47
  4. "Researches on the pathophysiology of proteinuria in diabetic nephropathy.", 41, pp.69~74 (1998)
  5. "Biochemical events and cytokine interactions linking glucose metabolism to the development of diabetic nephropathy.", 17, pp.80~92 (1997)
  6. "Protein glycation in the kidney: Role in diabetes and aging.", 49, pp.1795~1804 (1996)
  7. "The glomerular slit diaphragm is a modified adherens junction", 11, pp.1~8 (2000)
  8. "Podocyte biology and response to injury.", 13, pp.3005~3015 (2002)
  9. "Involvement of ZO-1 in cadherin-based cell adhesion through its direct binding to alpha catenin and actin filaments.", 138, pp.181~192 (1997)
  10. "Effect of angiotensin-converting enzyme inhibition on glomerular basement membrane permeability and distribution of zonula occludens-1 in MWF rats.", 11, pp.477~489 (2000)
  11. "Farquhar MG. The altered glomerular filtration slits seen in puromycin aminonucleoside nephrosis and protamine sulfate- treated rats contain the tight junction protein ZO-1. Am J Pathol 1992", pp.805~16
  12. "Podocyte changes upon induction of albuminuria in Thy-1.1 transgenic mice.", 18, pp.2524~2533 (2003)
  13. "Slit diaphragm-reactive nephritogenic MAb 5-1- 6 alters expression of ZO-1 in rat podocytes.", 273, pp.984~993 (1997)
  14. "Neph1 and nephrin interaction in the slit diaphragm is an important determinant of glomerular permeability.", 112, pp.209~221 (2003)
  15. "A quantitative immunofluorescence study of glomerular cell adhesion proteins in proteinuric states.", 183, pp.272~280 (1997)
  16. "Role of nephrin in cell junction formation in human nephrogenesis.", 157, pp.1905~1916 (2000)
  17. "Change of ZO-1 expression in diabetic rat glomeruli and cultured mouse podocyte under high glucose conditions and the effect of angiotensin II type I receptor blocker.", 22, pp.632~644 (2003)
  18. "Isolation and characterization of rat glomerular epithelial cells in vitro.", 14, pp.21~30 (1978)
  19. "Effects of high glucose and advanced glycosylation endproducts(AGE) on the heparan sulfate proteoglycan(HSPG) produced by cultured rat glomerular epithelial cells(GEC).", 19, pp.22~30 (2000)
  20. "Effects of angiotensin Ⅱ on glomerular epithelial cells permeability model; role of oxidative stress.", 23, pp.364~372 (2004)
  21. "Effects of high glucose and advanced glycosylation endproducts(AGE) on the α-actinin-4 expressed by glomerular epithelial cells(GEpC).", 23(5), pp.694~702 (2004)
  22. "Regulation of glomerular endothelial cell proteoglycans by glucose.", 19, pp.245~252 (2004)
  23. "Effects of advanced glycation endproducts on rat glomerular epithelial cells Roles of reactive oxygen species.", 22, pp.285~293 (2003)
  24. "The role of podocytes in glomerular pathobiology.", 7, pp.255~259 (2003)
  25. "Dynamic (re)organization of the podocyte actin cytoskeleton in the nephrotic syndrome.", 19, pp.130~137 (2004)
  26. "Karnovsky MJ. Porous substructure of the glomerular slit diaphragm in the rat and mouse. J Cell Biol 1974", pp.423~33
  27. "Farquhar MG. The tight junction protein ZO-1 is concentrated along slit diaphragms of the glomerular epithelium. J Cell Biol 1990", pp.1255~63
  28. "Unraveling the mechanisms of glomerular ultrafiltration a key component of the slit diaphragm.", 10, pp.2440~2445 (1999)
  29. "LMX1B transactivation and expression in nail-patella syndrome.", 9, pp.1067~1074 (2000)
  30. "Molecular basis of glomerular permselectivity.", 10, pp.543~549 (2001)
  31. "Goodenough DA. Identification of ZO-1 a high molecular weight polypeptide associated with the tight junction in a variety of epithelia. J Cell Biol 1986", silicia(jd), pp.755~66
  32. "Farquhar MG. Diversity among tight junctions in rat kidney glomerular slit diaphragms and endothelial junctions express only one isoform of the tight junction protein ZO-1. Proc Natl Acad Sci USA 1992", pp.7075~9
  33. "Cell biology of the glomerular podocyte.", 83, pp.253~307 (2003)
  34. "Tsukita S. The 220- kD protein colocalizing with cadherins in non-epithelial cells is identical to ZO-1 a tight junction-associated protein in epithelial cells", pp.491~502
  35. "Signaling at the slit diaphragm.", 15, pp.1382~1391 (2004)
  36. "The carboxyl terminus of Neph family members binds to the PDZ domain protein zonula occludens-1.", 278, pp.13417~13421 (2003)
  37. "Regulation of tight junctions and loss of barrier function in pathophysiology.", 36, pp.1206~1237 (2004)
  38. "Striker L. Pathogenic effects of advanced glycosylation and clinical implications for diabetes and aging. Lab Invest 1994", pp.138~51
  39. "Protein glycation in the kidney. Role in diabetes and aging.", 49, pp.1795~1804 (1996)

관련 논문AI추천

배양한 사구체 상피세포에서 고농도 당과 후기 당화합물에 의한 P-cadherin의 변화구현회, 윤옥자, 이해수, 하태선대한소아신장학회 · Childhood Kidney Diseases2005 · 제9권 제2호당과 후기당화합물의 생체 외 사구체여과율 모델에 대한 역할이준호, 하태선대한소아신장학회 · Childhood Kidney Diseases2006 · 제10권 제1호Puromycin aminonucleoside의 사구체 족세포 Pcadherin에대한 영향하태선대한소아신장학회 · Childhood Kidney Diseases2013 · 제17권 제2호포도당분해산물이 사람 복막중피세포 활성화에 미치는 영향송재숙, 이경림, 하헌주한국미생물·생명공학회 · 한국미생물·생명공학회지2005 · 제33권 제4호Puromycin aminonucleoside 투여에 따른 사구체 족세포 β-catenin의 변화박혜영, 신재일, 안은미, 최지영, 하태선대한소아신장학회 · Childhood Kidney Diseases2011 · 제15권 제2호고포도당과 덱사메타존이 섬유주세포의 투과도에 미치는 영향강선희, 김재우대한안과학회 · 대한안과학회지2018 · 제59권 제3호

이 간행물의 다른 논문 (15건)

어린이의 일차성 단일증상성 야뇨증에서 imipramine과 desmopressin 복합 약물치료의 효과 및 안전성이재승, 정효석, 여지현, 김교순, 박용훈, 이오경, 하태선, 이대열, 남궁미경, 배기수, 박영서, 고철우, 유기환, 정우영, 이경수, 김정수, 최정연, 이경일, 김기혁, 정승희, 이승주, 이홍진pp. 129-137소아 특발성 IgA 신병증에서 신 손상의 예후 인자로서 신세뇨관 ICAM-1의 발현정우영, 강미선, 손영호pp. 149-158연쇄상구균 감염후 급성 사구체신염에서 육안적 혈뇨와 현미경적 혈뇨에 따른 임상 양상의 비교이종국, 김기혁, 심창은, 정은수, 박수화pp. 159-165소아의 무증상성 일차성 혈뇨김영철, 고철우, 장유철, 구자훈, 조민현pp. 166-175소아 급속 진행성 사구체 신염의 임상-병리학적 고찰하일수, 정대림, 정해일, 최용, 조희연, 강주형pp. 176-185
원문 보기