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저칼륨 상태에서 활성산소종의 양이 증가되고, 증가된 활성산소종은 Nrf2의 핵 내 이동을 촉진한다고 하고, Nrf2 활성화는 extracellular-regulated kinase (ERK), Jun N-terminal kinase (JNK), p38과 phosphatidyl-inositol 3-kinase (PI3K)라는 인산화효소가 작용하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 저칼륨 상태에서 어떤 인산화효소가 Nrf2 활성화에 관여하는지, 그리고 활성화된 Nrf2가 이온수송체의 발현에 관련이 있는지 알아보고자 정상 및 칼륨제한 식이 흰쥐 신장과 CV-1, 293T 및 MEF (mouse embryonic fibroblast) 세포주를 정상 및 저칼륨 상태에서 배양하여 각각 RT-PCR과 Western 분석으로 정량화하였다.
저칼륨 배양조건에서 증가된 Nrf2의 발현량이 LY294002와 SP600125로 처리하였을 때 감소하는 것을 관찰할 수 있었으나 PD98059와 SB203580로 처리하였을 때는 변화가 없었다. 이는 Nrf2 전사유전자 활성화에 Akt와 JNK 인산화효소가 관여할 가능성을 시사하였다. 칼륨제한 식이 신장조직에서는 ERK1/2 와 Akt의 활성화된 형태인 phospho-ERK1/2, phospho-Akt의 발현이 칼륨제한 식이가 길어질수록 증가하였고 JNK와 p38의 활성은 변화가 없었다. 저칼륨 상태 CV-1 세포주에서는 phospho-ERK1/2, phospho-Akt의 발현이 증가함을 확인하였다. 또한 phospho- Nrf2가 칼륨 제한 식이가 길어질수록 핵으로 많이 축적됨을 알 수 있었다. 저칼륨 배양조건 MEF-Nrf2 wild-type (+/+) 세포주에서는 Nrf2 발현이 증가하였지만 MEF- Nrf2 Hetero (+/- ) 세포주에서는 감소하였고, MEF-Nrf2 knock-out (- /- ) 세포주에서는 발현이 되지 않음을 확인하였다. kNBC1과 colonic H/K의 mRNA 발현 역시 저칼륨 배양조건 MEF-Nrf2 wild-type (+/+) 세포주에서는 증가하였으나 MEF-Nrf2 Hetero (+/- )와 MEF-Nrf2 knock-out (- /- ) 세포주에서는 억제되었음을 관찰하였다.
이상의 결과로 저칼륨 상태에서 Nrf2는 ERK1/2와 Akt에 의해 활성화되고, 활성화된 Nrf2는 kNBC1과 colonic H/K-ATPase 유전자의 전사를 조절할 것으로 추측하였다.
저칼륨 배양조건에서 증가된 Nrf2의 발현량이 LY294002와 SP600125로 처리하였을 때 감소하는 것을 관찰할 수 있었으나 PD98059와 SB203580로 처리하였을 때는 변화가 없었다. 이는 Nrf2 전사유전자 활성화에 Akt와 JNK 인산화효소가 관여할 가능성을 시사하였다. 칼륨제한 식이 신장조직에서는 ERK1/2 와 Akt의 활성화된 형태인 phospho-ERK1/2, phospho-Akt의 발현이 칼륨제한 식이가 길어질수록 증가하였고 JNK와 p38의 활성은 변화가 없었다. 저칼륨 상태 CV-1 세포주에서는 phospho-ERK1/2, phospho-Akt의 발현이 증가함을 확인하였다. 또한 phospho- Nrf2가 칼륨 제한 식이가 길어질수록 핵으로 많이 축적됨을 알 수 있었다. 저칼륨 배양조건 MEF-Nrf2 wild-type (+/+) 세포주에서는 Nrf2 발현이 증가하였지만 MEF- Nrf2 Hetero (+/- ) 세포주에서는 감소하였고, MEF-Nrf2 knock-out (- /- ) 세포주에서는 발현이 되지 않음을 확인하였다. kNBC1과 colonic H/K의 mRNA 발현 역시 저칼륨 배양조건 MEF-Nrf2 wild-type (+/+) 세포주에서는 증가하였으나 MEF-Nrf2 Hetero (+/- )와 MEF-Nrf2 knock-out (- /- ) 세포주에서는 억제되었음을 관찰하였다.
이상의 결과로 저칼륨 상태에서 Nrf2는 ERK1/2와 Akt에 의해 활성화되고, 활성화된 Nrf2는 kNBC1과 colonic H/K-ATPase 유전자의 전사를 조절할 것으로 추측하였다.
목차
Abstract
서론
재료 및 방법
결과
고찰
REFERENCES
간추림
참고문헌 (22)
참고문헌 신청
Giebisch G / 1998 / Renal potassium transport: mechanisms and regulation / Am J Physiol 274:F817~F833
배춘상 / 2017 / 저칼륨혈증 흰쥐 신장에서 Akt, p-Akt, ERK 및 p-ERK 단백발현의 변화 / 해부·생물인류학 30(3):87~98
Ahn KY / 1996 / Effect of chronic hypokalemia on renal expression of the gene encoding the “gastric” H(+)-K(+)-ATPase alpha-subunit / Am J Physiol 270:F557~F566
Ahn KY / 1996 / Chronic hypokalemia enhances expression of the H(+)-K(+)-ATPase α2 alpha 2-subunit gene in renal medulla / Am J Physiol 271:F314~F321
Ahn KY / 1998 / Renal adaptive responses of Na-K-ATPase subunit isoforms to chronic hypokalemia / The Korean J Anat 31:405~418
배춘상 / 2017 / 저칼륨혈증 흰쥐 신장에서 Akt, p-Akt, ERK 및 p-ERK 단백발현의 변화 / 해부·생물인류학 30(3):87~98
Ahn KY / 1996 / Effect of chronic hypokalemia on renal expression of the gene encoding the “gastric” H(+)-K(+)-ATPase alpha-subunit / Am J Physiol 270:F557~F566
Ahn KY / 1996 / Chronic hypokalemia enhances expression of the H(+)-K(+)-ATPase α2 alpha 2-subunit gene in renal medulla / Am J Physiol 271:F314~F321
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