저칼륨혈증 흰쥐 신장에서 Akt, p-Akt, ERK 및 p-ERK 단백발현의 변화

배춘상; 조혜정; 안규윤

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저자정보: 배춘상 (전남대학교) 조혜정 (전남대학교) 안규윤 (전남대학교)

저널정보: 대한체질인류학회 해부·생물인류학 대한체질인류학회지 제30권 제3호

발행연도: 2017.9

수록면: 87 - 98 (12page)

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저칼륨혈증은 신장의 형태학적 변화와 대사성 알칼리증을 유발시키는 것으로 알려져 있다. 이전 결과들은 저칼륨혈증의 병태생리학적 변화에 K+평형 조절 이온채널, pump 유전자, NF-E2-related factor 2 (Nrf2) 전사유전자를 포함한 다양한 유전자가 관여할 것이라는 가능성을 제시하였다. 이에 본 연구는 칼륨제한 식이 기간에 따른 흰쥐 신장 내 Akt와 p-Akt 및 ERK와 p-ERK의 발현 및 분포의 변화를 Western 분석과 면역조직화학 방법으로 관찰함으로써, 저칼륨혈증이 신장에서 AKT/ERK 인산화에 영향을 미치는지를 확인하였다.
Western 분석소견에서 Akt 및 p-Akt 단백질 발현은 칼륨제한 식이가 진행될수록 증가하는 양상을 보였으며, ERK 및 p-ERK 단백질발현은 칼륨제한 식이 2주군에서 정상 식이군에 비해 약간 증가하는 양상을 보였다. 면역조직화학 소견에서 Akt 단백의 면역반응성은 먼쪽곱슬세관, 겉질곧은부분 및 속질곧은부분에서 중등도의 발현을 보였다. 칼륨제한 식이군의 Akt의 면역반응성은 칼륨제한 식이가 진행될수록 바깥속질집합관에서 현저히 증가하였다. 칼륨제한 식이군의 p-Akt의 면역반응성은 칼륨제한 식이 2주군의 먼쪽곱슬세관, 치밀반점과 속질곧은부분에서 증가하였고 토리쪽곱슬세관에서는 중등도의 발현을 보였다. 칼륨제한 식이군의 ERK의 면역반응성은 칼륨제한 식이 2주군과 3주군의 바깥속질집합관에서 현저히 증가하였으며 먼쪽곱슬세관, 겉질집합관에서는 증등도의 증가를 보였다. 칼륨제한 식이군의 p-ERK의 발현부위는 정상식이군과 비교해 차이가 없었으나 면역반응성은 칼륨제한 식이 2주군의 바깥속 질집합관의 핵에서 현저히 증가하였다.
이상의 결과 저칼륨혈증 시 p-Akt의 발현은 칼륨제한 식이가 길어질수록 점진적으로 증가하였지만, p-ERK의 발현은 칼륨제한 식이 2주군에서 현저히 증가되었다. 따라서 저칼륨 상태에서의 Akt 및 ERK 인산화의 촉진은 이온채널 및 이온수송체 유전자 조절뿐만 아니라 세포 내 신호전달에 있어 중요한 역할에 관여할 것임을 시사해 주었다.

Hypokalemia causes metabolic alkalosis and morphological changes of the kidney. K+ balance is regulated not only by ion channels or pump gene, but also by various genes including NF-E2-related factor 2 (Nrf2). Previous study suggested the possibility that Akt and ERK kinase may be involved in Nrf2 transcriptional gene activation. In present study, we investigate the alterations of Akt, p-Akt, ERK, p-ERK protein in both normal kidney and K+-deficient diet kidney using Western blot analysis, and immunohistochemisrty.
Our western blot data showed that the expression of Akt and p-Akt was increased gradually in K+-depleted diet (from 1W-3W) compared to normal group. The expression of ERK and p-ERK was markedly increased in K+-depleted diet 2W in comparison with normal group. Based on our immunostaining results, Akt protein immunoreactivity was prominently increased in outer medullary collecting duct, especially in K+-depleted diet 2 weeks. The localization of p-Akt proteins in K+-depleted groups was not different from normal group, but the immunoreactivity was significantly increased in distal convoluted tubule, macula densa and outer medullary thick ascending limb in K+-depleted diet 1 and 2 weeks groups. ERK protein immunoreactivity was prominently increased in outer medullary collecting duct, especially in K+-depleted diet 2 and 3 weeks. The localization of p-ERK proteins in K+-depleted groups was not different from normal group, but the immunoreactivity was prominently increased in the nucleus of outer medullary collecting duct especially in K+-depleted diet 2 weeks.
Taken together, we suggest that the expression of p-Akt was gradually increased in K+-depleted groups of kidney, but the expression of p-ERK was markedly increased in K+-depleted diet 2 week group. Hence, the promotion of AKT and ERK phosphorylation in hypokalemic condition may be involved in the regulation of ion channels, ion transporters and subsequent intracellular signal transduction.

#저칼륨혈증 #Akt #p-Akt #ERK #p-ERK #Western blot #면역조직화학 #Hypokalemia #Metabolic alkalosis #Akt #p-Akt #ERK #p-ERK #Immunohistochemisty

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