(The) effect of nitric oxide donor on the endogenous endothelin-1 expression in renal ischemia-reperfusion injury

의학과/석사[한글] Endothelin-1(ET-1)과 nitric oxide(NO)의 균형은 혈관의 기능을 좌우하는 주요 기전임이 밝혀지고 있다. 또한 신장은 ET-1의 중요한 작용기관이자 생산원으로, ET-1에 의한 혈역학적 변화가 급성 신부전 및 허혈 재관류 손상시 중요한 기전이라고 알려져 있다. 지금까지 연구에서 신장의 허혈 재관류 손상시 NO donor의 효과에 대한 보고는 있었으나 그 효과에 대한 기전은 아직 명확하게 밝혀지지 않았으며, 신장 허혈 재관류 손상에서 NO donor 투여효과를 ET-1과의 상관관계에서 관찰한 보고는 없었다. 이에 본 연구에서는 신장의 허혈 재관류 손상에서 NO donor 투여에 의한 신장손상 억제 효과를 확인하고 이러한 효과와 ET-1 생성과의 상관관계를 규명하고자 하였다. 수컷 Sprague-Dawley rat에서 신장 허혈 재관류 손상을 일으키고 NO donor를 투여하였다. NO donor로서 sodium nitroprusside(SNP)를 투여하였고 허혈 직전에 투여한 초기투여군, 재관류 직전에 투여한 후기투여군, 그리고 비투여군과 샴수술군의 4군으로 분류하였다. 각각 허혈전, 재관류전, 재관류후 1시간, 재관류후 48시간에 신장조직을 채취하여 병리조직학적 염색 및 ET-1의 단일클론항체를 이용한 면역조직화학염색을 시행하고 신장기능을 측정하기 위해 재관류후 48시간에 혈청크레아티닌을 측정하였다. 초기투여군에 비해 후기투여군 및 비투여군에서 탈락세포 및 괴사가 심하였고 ET-1 발현이 현저히 높았다. 또한 혈청크레아티닌 수치도 후기투여군 및 비투여군에서 유의하게 높았다. 이와같이 신장 허혈직전 NO donor를 투여함에 의해 신장 허혈 재관류 손상이 경감됨을 증명하였으며 이러한 효과는 신장 허헐 재관류 손상시 증가되는 ET-1의 생성이 NO에 의해 억제됨으로써 나타나는 것으로 생각한다. [영문] Balance between nitric oxide(NO) and endothelin-1(ET-1) production is essential to vascular function in controlling organ perfusion, and elevated ET-1 in peritubular capillary network following renal transplantation can be associated with renal allograft rejection. Administration of nitric oxide donor during the preischemic period has been shown to protect kidney against ischemia-reperfusion injury, but the mechanism underlying this therapeutic benefit remains incompletely understood. We hypothesized that early administration of the NO donor sodium nitroprusside(SNP) may suppress ET-1 and thereby improve renal function in ischemia-reperfusion injury. Sprague Dawley rats were subjected to 60 minutes of renal warm ischemia and contralateral nephrectomy. Renal biopsies were performed prior to ischemia and reperfusion, and at 1 hour and 48 hours after reperfusion. The animals were divided into 4 groups: sham group without warm ischemia, early SNP group(SNP given before ischemia), late SNP group(SNP given before reperfusion), and ischemic control. ET-1 expression was assessed by semiquantitative analysis with immunohistochemical stain using ET-1 monoclonal antibody, and Hematoxylin-Eosin stain was also performed. Serum creatinine was measured at 48 hours after reperfusion. There were significant improvements in all parameters of the early SNP group compared with the late SNP group and the ischemic control, but there was no difference between the late SNP group and the ischemic control. These data suggest that early administration of SNP in renal ischemia-reperfusion improves renal function by suppressing ET-1 expression.ope

Ethyl pyruvate ameliorates renal ischemia-reperfusion injury

의학과/박사[한글]이식수술의 과정에서 발생하는 허혈 재관류 손상은 이식 신장의 점진적 기능 상실 및 기능 부전과 연관되어 있으며, 이는 허혈 재관류 손상에 의한 산소자유기의 생성이 중요한 요인 중 하나인 것으로 보고 되어왔다. Pyruvate는 세포내외에 광범위하게 존재하는 내인성 항산화 물질이며, Ethyl pyruvate (EP)의 형태로 안정성을 유지할 수 있으나, 지금까지 신장 허혈 재관류 손상시 EP의 효과에 대한 보고는 없었다. 이에 본 연구에서는 신장 허혈 재관류 손상에서 EP 투여에 의한 신장손상 억제 효과를 확인하고, 그 기전을 밝힘으로서, EP의 임상적 적용 가능성을 높이고자 하였다.Sprague-Dawly rat에서 신장 허혈 재관류 손상을 일으키고, EP를 투여한 EP 투여군 (n=18), 허혈대조군 (n=18), 그리고 샴수술군 (n=18)의 3군으로 분류하였다. 각 군별로 실험 후 1, 3, 5일째 혈청 크레아티닌 및 TNF-α를 측정하였으며, 신장조직으로부터 대표적인 지연성 염증매개체인 High mobility group box-1(HMGB1)을 western blot으로 분석하였다.대조군에 비해 EP 투여군에서 재관류 3일 이후에 혈청 크레아티닌 및 TNF-α수치가 의미있게 낮아지는 것을 확인하였다. 이러한 지연성 효과를 확인하기 위해 신장조직으로부터 HMGB-1을 측정하였다. HMGB1은 신장허혈 재관류 손상시 증가하였으며, 이는 초기부터 증가하지만 지연성으로 더욱 상승하는 경향을 나타내었다. 또한 EP 투여시에는 이러한 지연적 상승이 감소하는 경향을 보였다.이와 같이 본 연구는 신장 허혈재관류 손상에 대한 EP의 유익한 효과가 지연성으로 발생함을 보여 주었으며, 이는 지연성 염증매개체인 HMGB-1의 지연성 상승을 EP가 억제함에 의해 발생하였을 가능성이 있다. [영문]Reactive oxygen species (ROS) contribute significantly to ischemia-reperfusion injury and are associated with the gradual loss of renal function and renal failure after renal transplantation. Pyruvate is an endogenous antioxidant but its use as a therapeutic agent in treating conditions mediated by oxidative stress is limited by its poor stability in solution. However, ethyl pyruvate (EP), a soluble pyruvate derivative, has far greater stability than pyruvate and thus may serve as a practical pyruvate precursor. Therefore, we assessed the ability of EP to prevent renal ischemia-reperfusion injury.Sprague-Dawley rats were subjected to 40 minutes of renal warm ischemia. The animals were divided into three groups: the sham group without warm ischemia, the EP group (EP given before ischemia), and the ischemic control. Serum creatinine and TNF-α were measured 1, 3 and 5 days after ischemia. The expression of high mobility group box-1 (HMGB-1), a delayed inflammatory mediator, was also assessed by Western blot from renal specimens.In the EP group, there were late improvements in serum creatinine and TNF-α compared with the ischemic control. Based on this delayed effect, we assessed HMGB-1 expression in renal tissue. HMGB-1 expression increased with time in the ischemia process, and EP suppressed HMGB-1 expression 3 and 5 days after renal ischemia-reperfusion injury.These results demonstrate for the first time that EP ameliorates renal ischemia-reperfusion injury. EP attenuates the renal ischemia-reperfusion injury at least in part by suppressing HMGB-1, a late mediator of delayed inflammation.ope