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Puromycin Aminonucleoside 신증 백서에서의 Nephrin 발현에 대한 연구
이영기(Young Ki Lee),권태근(Tae Gun Kwon),김대중(Dae Joong Kim),김미경(Mi Kyung Kim),윤수진(Su Jin Yoon),이현희(Hyun Hee Lee),김정아(Jung Ah Kim),허우성(Woo Seong Huh),김윤구(Yoon Goo Kim),오하영(Ha Young Oh) 대한신장학회 2002 Kidney Research and Clinical Practice Vol.21 No.3
배 경: Nephrin은 slit diaphragm을 구성하는 단백질로, 사구체의 여과 기능 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. Nephrin의 돌연변이는 심한 단백뇨를 유발하는 것으로 보고되고 있으나, 후천성 사구체 질환에서 nephrin 발현에 대해서는 아직 논란이 많은 실정이다. 저자들은 실험 동물에서 신증후군성 단백뇨를 유발하고, 면역 전자 현미경을 이용한 형태학적 분석을 하였다. 이를 통해 후천성 사구체 질환에서 nephrin 발현의 변화를 관찰하여, 단백뇨의 발생에 있어서 nephrin의 역할을 추정하고자 하였다. 방 법: 23마리의 백서를 대조군(6마리)와 3개의 실험군(17마리)으로 나누어 비교하였다. 실험 백서에 puromycin aminonucleoside(PAN)를 1회 정맥 주사 후, 1주(5마리), 2주(6마리), 3주 (6마리)에서 신조직을 확인하였다. Nephrin에 대한 다클론 항체와 gold particles를 이용하여 면역 전자 현미경 검사를 하였고, 전자 현미경 사진에서 gold particles의 위치와 갯수를 조사하였다. 결 과 : 발돌기(foot process)의 길이는 PAN 투여 1주 후 2,307±524 nm로 대조군의 317±45 nm보다 크게 증가하였다. 또 10,000 nm당 gold particle의 개수는 PAN 투여 1주 후 4.4±1.3로 대조군의 12.1±3.9보다 감소하였다. 그 중 slit diaphragm에서 관찰되는 gold particle의 수도 PAN 투여 1주(1.7±0.5)에서 대조군(6.7±2.2)보다 감소하였다. 그러나 PAN 신증 백서와 정상 백서에서 하나의 slit diaphragm당 관찰되는 gold particles의 수는 차이가 없었다. 또한 네 군의 gold particles의 분포는 유의한 차이가 있었다. 정상 백서에서는 gold particle이 주로 junction에서 관찰되었지만, PAN 투여 1주에서는 apical plasma membrane과 세포질에서 더 많이 나타났다. 결 론: PAN 신증 백서에서 발돌기의 변화와 함께 nephrin 발현이 감소하였다. 그러나 손상 받지 않은 slit diaphragm에서는 nephrin이 비교적 잘 유지되었다. 그리고 PAN 신증 백서에서 nephrin의 분포가 변화함을 관찰하였다. 향후 nephrin의 생성과 분포에 대한 연구가 신증후군의 발병 기전을 이해하는데 중요할 것으로 생각한다. Background : Nephrin, a recently identified protein, could be a slit diaphragm component and it has been suggested to play a crucial role in maintaining the glomerular filtration barrier. It has been reported that mutations in the nephrin gene lead to congenital nephrosis. However, the expression of nephrin in acquired glomerular disease has not yet been fully clarified. We induced nephrotic-range proteinuria in experimental animal and performed morphologic analysis with immunoelectron microscopy. This study was designed to examine the expression and distribution of nephrin in acquired glomerular disease and to suggest a role of nephrin in pathogenesis of proteinuria. Methods : Twenty-three rats were divided into 3experimental groups and control(n=6). 17 rats of experimental groups had intravenous injection of puromycin aminonucleoside(PAN) singly, and were sacrificed at 1 week(n=5), 2 weeks(n=6) and 3 weeks(n=6) later. The expression of nephrin was observed by immunoelectron microscopy employing the polyclonal antibody against nephrin and gold particle. For quantifications, the gold particles were counted from photographs. Results : The average length of foot process in 1 week group(2,307±524 nm) was far greater than that of control(317±45 nm). The average number of total gold particles per unit length(10,000 nm) of the GBM was reduced at 1 week(4.4±1.3), compared with control(12.1±3.9). Also, the average number of junctional gold particles at 1 week(1.7±0.5) was decreased compared with control(6.7±2.2). No difference was observed in the number of junctional gold particles per slit diaphragm among groups. But, there were significant differences in the distribution of gold particles among groups. Gold particles were seen more frequently at apical plasma membrane and cytoplasm in 1 week group, whereas those were observed prominently at junctions in control. Conclusion : These data show that the expression of nephrin was decreased with effacement of foot process in PAN induced nephrosis rat. However, nephrin was preserved at not-damaged slit diaphragm. And the distribution of nephrin was changed in PAN nephrosis. Further studies for nephrin production and redistribution should be needed to understand pathogenesis of nephrotic syndrome.
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