Alteration of Growth Factor Expression after Acute Ischemic Renal Injury

Purpose : Regeneration and repair after ischemic renal injury appears to be modulated by circulating or locally produced growth factors. This study examined the changes of serum insulin like growth factor(IGF-I) and renal expression of IGF-I and II, vascular endothelial growth factor(VEGF), transforming growth $factor-{\beta}$($TGF-{\beta}$), and connective tissue growth factor(CTGF) during the active regeneration period after acute ischemic injury. Methods : Sera and kidney tissue samples(whole kidney, cortex, outer medullae and inner medullae) were obtained before and after one, three, five and seven days of 40 minutes bilateral renal pedicle clamping. Acute renal failure was assessed by measuring the concentration of serum creatinine. Serum IGF-I level was measured by radioimmunoassay. The mRNA expression in kidney was measured by RT-PCR. The distribution of IGF-I and CTGF was detected by immunohistochemistry. Resuts : Serum IGF-I concentration after one day following acute ischemic renal injury was significantly decreased compared to preischemic value. The mRNA levels of IGF-I, IGF-II, $TGF-{\beta}1$ and VEGF in whole kidney were temporally decreased on day one of ischemic injury. IGF-I and IGF-II expressions in outer medullae were significantly decreased on day one after ischemic injury. $TGF-{\beta}1$, CTGF and VEGF expressions were markedly decreased in medullae after one day of ischemic injury compared to other kidney sections. IGF-I was markedly decreased in cortical tubules on day one of uremic rat. CTGF was markedly increased on tubule within three days of ischemic injury. Conclusion : These findings suggest that IGFs, $TGF-{\beta}1$ and CTGF may involve in the pathogenesis or the recovery from acute ischemic renal injury.

급성 허혈성 신손상 후 여러 성장인자 발현의 변화

목 적 : 급성 허혈성 신손상 후 손상된 세뇨관 상피세포의 재생은 순환하거나 국소적으로 생성된 성장인자나 cytokine, 생리적 인자 및 주위 환경들의 조절에 의해 매개되는 것으로 알려져 있다. 따라서 급성 허혈성 신손상 후 신기능 회복에 따른 혈중 IGF-I의 변화와 전체 신장조직과 각 부위에 따른 IGF-I, -II, VEGF, $TGF-{\beta}1$, CTGF의 mRNA 발현의 변화를 알아보는데 연구의 목적이 있다. 방 법 : 체중이 250-300 g의 백서를 대상으로 급성 허혈성 신손상을 시켜 유발된 급성 신부전 모델을 이용하여 급성 신부전의 진행과정에 따라 혈청 IGF-I치와 여러 성장인자 발현의 변화를 측정하였다. 급성 신부전 진행은 혈청 크레아티닌을 측정하여 평가하였고 혈청 IGF-I 농도는 iodinated IGF-I과 polyclonal anti-IGF-I 항체를 이용한 방사면역 측정법을 이용하여 측정하였다. 신장에서 성장인자의 발현은 RT-PCR을 이용하였고 신장조직에서의 RNA 추출은 통상적인 방법에 준하였다. 신장에서의 IGF-I과 CTGF의 분포는 anti-IGF-I 항체와 anti-CTGF 항체를 이용한 면역조직화학법을 이용하였다. 결 과 : 1) 양측 신동맥을 결찰한 후 1일째부터 체중 감소와 혈청 크레아티닌치의 증가가 관찰되었는데 이러한 변화는 3일째에 가장 현저하였다. 혈청 IGF-I은 신손상 후 1일 째 현저하게 감소하였고 신손상 3일째에 더 증가되었다가 5일째부터는 신손상 전으로 회복되었다. 2) 신기능 회복에 따른 성장인자의 변화는 거의 유사하였다. IGF-I, IGF-II, $TGF-{\beta}1$ 및 VEGF의 mRNA 발현은 허혈성 신손상 후 1일째에 현저하게 감소하였고 신손상 3일째에는 신손상 전에 비해 증가하였으며 7일째에는 거의 신손상 전의 수준으로 회복되었다. 3) IGF-I과 IGF-II는 정상 신장에서는 주로 수질부 특히 바 깥쪽 수질부에서 발현되었고 허혈성 신손상 1일째에 현저하게 감소하였다가 3일째에는 정상 수준으로 회복되었다. $TGF-{\beta}1$은 정상에서 신수질부에서 주로 발현되었고 1일째는 현저하게 감소하였다가 회복되는 소견을 보였다. CTGF와 VEGF는 정상 신장의 수질부와 피질부 모두에서 발현되었으며 신손상 1일째에 현저하게 감소되었다가 3일째부터 정상 수준으로 회복되는 소견을 보였다. 4) 정상 백서의 신장에서 IGF-I은 주로 피질부위의 신세뇨관에 분포하였고 사구체에서는 발견되지 않았는데 급성 허혈성 신손상 후 1일째 신장의 피질부위에서는 IGF-I가 현저히 감소되었다. CTGF는 정상 백서의 신장에서는 주로 혈관에 분포하는 소견을 보였는데 신손상 3일째에는 세뇨관에서 현저한 증가가 관찰되었다. 결 론: 이번의 연구로 저자들은 IGF-I, IGF-II, $TGF-{\beta}1$, CTGF, VEGF 등과 같은 성장인자가 급성 허혈성 신손상 후 신기능과 세뇨관세포의 회복과정에 발현의 변화가 초래된다는 사실을 알 수 있었다. 따라서 신기능 회복을 촉진시키기 위해 여러 성장인자를 급성신부전 치료제로 사용할 수 있을 것으로 생각되고 이에 대한 연구가 더 필요할 것으로 생각된다.