고산소에 노출된 신생 백서와 성숙 백서에 있어서Peroxiredoxin I과 II의 발현

Expression of Peroxiredoxin I and II in Neonatal and Adult Rat Lung Exposed to Hyperoxia

배 경 :포유동물은 고산소 노출되면 이에 적응하기 위해 성숙 폐장의 항산화 효소의 활성도가 증가하는 것으로 알려져 있다. 신생 폐장에서는 이들의 활성도가 뚜렷이 증가하고 이는 고산소 노출에 내성을 보이는 중요한 기전으로 알려져 있다. Peroxiredoxin은 세포내 항산화 효소로 세포내 많은 양이 존재하고 다양한 세포에 분포하고 있다. 그중 Prx I 및 II는 세포질에 존재하는 주된 동종 효소이다.본 연구는 고산소를 투여하여 성숙 백서의 폐장에서 Prx I과 Prx II mRNA 및 단백의 발현을 평가하여 신생 백서의 폐장에서의 발현과 비교하고자 하였다. 방 법 :성숙 백서와 임신 백서로부터 분만하여 얻은 신생 백서를 무작위로 고산소를 시간별로 투여후에 폐조직과 기관지폐포세척액을 얻었다. Prx I 및 Prx II mRNA는 Northernblot 방법으로 구하였으며 Actin mRNA을 내부 기준으로 하여 상대 발현을 평가하였다. Prx I 및 Prx II 단백은 Westernblot 방법으로 구하였으며 Actin 단백을 내부 기준으로 하여 상대 발현을 평가하였다. 결 과 : 성숙 백서에서 고산소 노출 후 24 시간에 Prx I mRNA 발현이 약간의 증가가 유도되었으며 신생 백서에서 고산소 노출 후 24 시간에 Prx I mRNA 발현이 현저한 증가가 유도되었다. 그러나 Prx II mRNA는 고산소 노출 내내 발현이 변화가 없었다. 성숙 및 신생 백서에서 고산소 노출 내내 Prx I 및 Prx II 단백의 발현이 변화가 없었으며 성숙 백서에서 고산소 노출 내내 기관지폐포세척액내 Prx I 및 Prx II 단백의 양의 변화가 없었다. 결 론 : 성숙 및 신생 백서에서 고산소 노출에 의해 Prx I 및 II의 발현이 전사 과정 에서 서로 다르게 조절된다. 성숙 백서보다 신생 백서에서 고산소 노출에 의한 Prx I mRNA의 뚜렷한 발현 증가는 신생 백서가 고산소에 내성을 보이는 하나의 기전으로 생각된다.

Background : In mammals, the activity of antioxidant enzymes is increased in adult lung to adapt to hyperoxia. The increase of these activities is augmented in neonates and is known as an important mechanism of tolerance to high oxygen levels. Peroxiredoxin(Prx) is an abundant and ubiquitous intracellular antioxidant enzyme. Prx I and II are major cytosolic subtypes. The aim of this study was to examine th Prx I and II mRNA and protein expression levels in adult rat lungs and to compare then with those of neonatal rat lungs exposed to hyperoxia. Materials and Methods : Adult Sprague-Dawley rats and neonates that were delivered from timed pregnant Sprague-Dawley rat were randomly exposed to normoxia or hyperoxia. After exposure to high oxygen level for a set time, the bronchoalveolar lavage fluid and lung tissue were obtained. The Prx I and II protein expression levels were measured by western blot analysis using polyclonal rabbit anti-Prx I or anti-Prx II antibodies and the relative expression of the Prx I and Prx II per Actin protein were obtained as an internal standard. The Prx I and II mRNA expression levels were measured by northernblot analysis using Prx I and Prx II-specific cDNA prepared from pCRPrx I and pCRPrx II, and the relative Prx I and Prx II expression levels per Actin mRNA were obtained as an internal standard. Results : Hyperoxia induced some peak increase in the Prx I mRNA levels after 24 hour in adult rats. Interestingly, hyperoxia induced a marked increase of Prx I mRNA 24 hour in neonatal rats. However, hyperoxia did not induce an alteration in the expression of Prx II mRNA in both the adult and neonatal rat lungs. Hyperoxia did not induce an alteration in the expression of the Prx I and Prx II protein in both the adult and neonatal rat lungs. Hyperoxia did not induce an alteration in the amount of Prx I and Prx II protein all the times in the bronchoalveolar fluid of adult rats. Conclusion : Prx I and II is differently regulated by hyperoxia in adult and neonatal rat lung at the transcriptional level. The prominent upregulation of Prx I mRNA in neonates compared to those in adults by hyperoxia may be another mechanism of resistance to high oxygen levels in neonate.