Induction of Heat Shock Protein 70 Inhibits Tumor Necrosis $Factor{\alpha}-induced$ Lipid Peroxidation in Rat Mesangial Cells

Heat Shock Protein 70이 흰쥐 배양 혈관간 세포에서 관찰되는 $TNF{\alpha}$에 의한 지질과산화에 미치는 보호 효과

Monocyte/macrophage infiltration is the well known initial features associated with the development of glomerular disease including non-immune mediated nephropathy. Tumor necrosis factor ${\alpha}(TNF{\alpha})$, a cytokine produced primarily by monocyte/macrophage, exhibits similar effects as observed at the initial stages and during the progression of glomerular injury. Because the mesangial cells are target cells for glomerular injury, the present study examined the effect of $TNF{\alpha}$ on glomerular mesangial cell membrane lipid peroxidation as an index of cytotoxicity attributing to $TNF{\alpha}$. Primary culture of rat mesangial cell was established by incubation of glomeruli isolated from male Sprague-Dawley rat kidneys utilizing a standard sieving method. The levels of lipid peroxides in the mesangial cells were quantitated by malondialdehyde- thiobarbituric acid adduct formation. During an 8 hour incubation at $37^{\circ}C$, $TNF{\alpha}$ at 10 to 10,000 units/ml increased the levels of lipid peroxides dose dependently. Western blot analysis demonstrated that a short thermal stress induced heat shock response and the synthesis of heat shock protein 70(hsp70) in this mesangial cells. Further, this induction of hsp 70 prevented increase of lipid peroxides in the mesangial cells exposed to $TNF{\alpha}$. These data suggest that $TNF{\alpha}-induced$ lipid peroxidation in the mesangial cells may have pathophysiological relevance to glomerular injury and prior induction of heat shock response may play a role in the cellular resistance against $TNF{\alpha}-induced$ glomerular injury.

사구체내 단핵구의 침윤은 면역학적뿐 아니라 비면역학적 사구체 질환 발생 초기에 특징적으로 관찰된다. 단핵구에서 합성되는 대표적인 사이토 카인인 tumor necrosis factor $(TNF){\alpha}$의 합성이 각종 사구체 질환과 관련되어 증가할 뿐 아니라 외부에서 투여한 $TNF{\alpha}$는 사구체 질환의 발생과 진행에 수반된 유사한 증세를 초래한다. 따라서 본 연구에서는 사구체 질환의 표적세포인 혈관간 세포를 이용하여 $TNF{\alpha}$에 의한 세포독성 기전을 검색하고자 하였다. 표준화된 체걸름법을 이용하여 사구체를 분리한후 collagenase로 처리하여 배양하므로써 혈관간 세포의 특징을 지닌 일차 배양 혈관간 세포계를 수립하였다. 세포독성의 지표로서 지질과산화물을 측정했을때, $TNF{\alpha}$는 용량의존적으로 배양 혈관간 세포의 지질과산화를 증가시켰다. 배양혈관간 세포를 $45^{\circ}C$에서 30분간 처리했을 때 heat shock protein 70의 합성이 증가함을 western 분석으로 확인하였을 뿐 아니라, $TNF{\alpha}$에 의한 지질과산화 증가를 효과적으로 억제함을 관찰하였다. 이상의 결과는 $TNF{\alpha}$에 의한 지질과산화 증가가 사구체 질환의 발생이나 진행에 관하여할 수 있음과 고온 전처리에 의해서 heat shock 반응을 초래하므로써 $TNF{\alpha}$에 의한 사구체 손상을 보호할 수 있음을 시사하였다.