Hypoxia Induced Expression of Vascular Endothelial Growth Factor in Rat Pulmonary Artery Smooth Muscle Cells

쥐의 폐동맥 평활근 세포에서 저산소에 의한 Vascular Endothelial Growth Factor의 발현

Purpose : Pulmonary vascular hypertension is a common problem in congenital heart disease, the most common cardiac condition in childhood. However, the mechanisms responsible for this pathologic change, treatment, and prevention are poorly understood. Therefore, we studied the gene expression of vascular endothelial growth factor(VEGF) by using a hypoxic model of the pulmonary artery smooth muscle cells. Methods : The main pulmonary artery and its proximal branches of a 6 wk old Fischer rat were excised. They were cut into multiple small pieces and suspended in DMEM medium supplemented with 20% fetal bovine serum and incubated in 5% $CO_2$-95% air atmosphere. The smooth muscle cells were confirmed by immunostaining with smooth muscle myosin and ${\alpha}$-smooth muscle actin antibodies. The VEGF gene expression in the hypoxic group was compared with the one in control the group as well as the one in the starved group by RT-PCR and Northern blot hybridization. Results : There was no statistically significant difference among the control, hypoxic and starved groups. Conclusion : There are few studies of pulmonary vascular hypertension at the molecular level in Korea. Therefore, we studied the expression of VEGF gene in hypoxic pulmonary vascular smooth muscle cells. Further studies will be needed to find the difference between newly born and adult rats, or human and rat pulmonary vascular smooth muscle cells in gene expression. We hope that the study will lead to a better understanding of pulmonary vascular hypertension.

목 적 : 소아 심장병의 주종을 이루고 있는 선천성 심장병 환아들에서 폐동맥 고혈압은 비교적 흔히 발생하지만 매우 치료하기 어려운 합병증이다. 폐동맥 고혈압의 원인과 치료 및 예방에 대해서는 아직 많이 알려지지 않은 실정이므로 이의 원인을 산소결핍이라는 전형을 이용하여 VEGF란 유전인자의 차원에서 규명하고, 나아가서는 폐동맥 고혈압의 치료 및 예방책을 마련하기 위하여 이 연구를 시행하였다. 방 법 : 폐동맥 평활근 세포는 생후 6주 Fischer rat의 주폐동맥을 적출하여 작은 조각으로 잘라 20% fetal bovine serum을 첨가한 DMEM 배지를 사용하여 5% 이산화탄소 배양기에서 배양하였다. 배양된 세포는 평활근 세포에만 선택적으로 염색되는 평활근 myosin과 ${\alpha}$-actin 항체를 이용하여 염색함으로써 순수 평활근 세포임을 확인하였다. 5% 이산화탄소 배양기에서 배양한 대조군 세포와 1 또는 3% $O_2$ tension에서 배양한 실험군 세포에서의 VEGF 발현 차이와 starvation한 군과 하지 않은 군에서의 VEGF 발현 차이를 RT-PCR과 northern blotting을 이용하여 비교하였다. 결 과 : 대조군과 저산소 조건에서 배양한 실험군에서 VEGF 발현 정도는 차이가 없었다. 결 론 : 아직 국내에서는 유전인자 차원에서의 폐동맥고혈압의 원인규명이나 이에 따른 치료에 대한 연구가 전혀 없는 상태이며, 이 연구에 이어 신생쥐와 성숙쥐와의 차이점 및 나아가서 사람과 쥐의 폐동맥 평활근 세포의 차이점 등을 규명할 예정이며, 이번 연구 결과를 바탕으로 폐동맥 고혈압의 원인기전 규명, 치료 및 예방방법 개발에 기여하고자 한다.