초록

[한글]허혈 현상은 신장이식 후 급성 및 만성 거부반응의 위험성을 증가시키며, 급성 신장 거부반응에서 유발요인의 하나로서 작용한다. 허혈 이후의 재관류는 신장 이식 시 허혈이 유발된 신장 조직의 생존에 필수적이지만 이 또한 신 손상을 유발하는데 이러한 신장의 허혈 재관류 손상은 신장손상의 병인에 영향을 미친다. 이때 유해산소군(Reactive oxygen species, ROS)와 reactive nitrosative species가 주요한 인자로 작용한다. 최근 연구에 의하면 녹차 성분의 polyphenol(GTP)은 심근과 간을 허혈 재관류 손상으로부터 보호한다고 밝혀졌다. 하지만 신장에 대한 GTP의 보호 효과에 관해서는 간과 되어 왔다. 본 연구는 인간 미세혈관 내피세포 (HUMVECs)에서 유해산소군의 손상에 대한 GTP의 보호 역할과 가토 신장에 있어서 허헐 재관류 손상으로부터 신장 세포를 보호할 수 있는 GTP의 능력에 대하여 알아보았다.
시험관 연구에서는 10Mm의 H2O2를 첨부하거나 xanthine (250uM) 존재 하에 10 U/I xanthine oxidase (XO)를 반응시킴으로써 배양된 인체혈관 내피세포의 산화적 스트레스를 유도하였을 때 유해산소군의 세포독성 정도와 GTP의 전처치가 혈관내피 손상을 억제할 수 있는지를 알아보았다. In vivo 연구에서는 가토 신장을 이용하여 실험군을 3개로 나누어서 ( 1. 샴 대조군 (sham-operated), 2. 생리 식염수로 관류 시킨 후 허헐 재관류 손상을 유도한 군, 그리고 3. GTP의 전처치 후 허헐 재관류 손상을 유도한 군) 실험하였다. 각 실험군은 6 마리 가토가 포함되어 있었으며 각각 30, 60, 90 그리고 120분의 허헐을 유도한 다음 24시간의 재관류를 받았다. GTP(200ug/kg)의 전처치는 허헐 재관류 실험 시작 45분전에 시행하였다.
두 물질(H2O2, xanthine+xanthine oxidase)에 의한 산화적 스트레스는 인체혈관 내피세포의 생존에 의미 있는 감소를 나타냈다(각각 68% 와 71%). 이러한 산화적 스트레스에 의한 세포 독성을 광학현미경으로 관찰하였을 때 형태의 변화와 괴사 조직의 탈락이 유의하게 증가되는 것을 관찰할 수 있었다. 10 ug/ml GTP를 내피세포에 1시간 동안 전처치함으로써 H2O2에 의한 유도된 변화를 유의하게 예방할 수 있었다. 같은 GTP 농도 하에서 XO에 의해 유도된 산화적 스트레스에도 세포 생존력과 형태는 상당히 유지되었다. In vivo 연구에서는, 혈청 creatinine(SCr) 과 urea nitrogen(BUN) 농도가 대조군과 생리식염수로 전처치한 군보다 실험군에서 유의한 감소를 보였는데 이러한 GTP의 전처치가 90분의 허헐 후 발생하는 신장 손상의 의미 있는 감소로 이어지는 결과를 나타냈다. 상기 결과는 조직학적 검사로 확인하였으며 GTP의 전처치는 허헐과 재관류에 의한 근위 세관(proximal tubule)의 괴사와 탈락을 방지하는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 허헐 재관류에 의해 손상된 가토에서 수질의 괴사 부위의 감소와 사구체 허탈의 감소도 관찰되었다.
결론적으로 본 연구를 통하여 녹차 polyphenol은 항산화제로서 인체혈관내피세포의 산화적 스트레스에 대한 보호작용을 하며 허헐 재관류 손상에 있어서 산화적 스트레스로 유발되는 유해산소군에 의한 손상을 예방함으로써 신장 손상을 감소시키며 신이식에서 급성 거부반응을 막을 수 있는 항산화제의 한가지로 사용할 수 있을 것이다.
[영문]Reactive oxygen species have been implicated in the pathogenesis of renal injury after ischemia/reperfusion (I/R). Recently, green tea polyphenol (GTP) has been found to protect the myocardium and liver against I/R injury. Less attention, however, has been paid to the protective effects of GTP with respect to the kidneys. This study was designed to investigate the potential protective roles played by GTP against the injurious effects of reactive oxygen species in human microvascular endothelial cells (HUMVECs) and to determine whether GTP could protect renal cells from ischemic reperfusion injury of rabbits.
In the in vitro study, oxidative stress was induced in cultured HUMVECs, either by adding 10 mM H2O2 or by the action of 10 U/l xanthine oxidase (XO) in the presence of xanthine (250 μM). In the in vivo study, the rabbits were divided into three groups of equal size: control (sham-operated), I/R + vehicle (normal saline) and I/R + GTP groups. Each group consisted of six rabbits. Animals underwent 30, 60, 90 and 120 minutes of ischemia, followed by 24 hours of reperfusion, respectively. GTP (200μg/kg) or the vehicle was administered 45 minutes prior to commencement of I/R.
Oxidative stress by H2O2, xanthine+XO treatments produced a significant reduction (to 68% and 71%, respectively) in HUMVEC viability. On the microscopic observations, the morphological changes and necrotic detachment were appreciably induced by both treatments. The H2O2-induced alterations were near completely prevented by pre-incubating the ECs with 10 μg/ml GTP for 1 h. When the oxidative stress was induced by XO, the cell viability and morphology were also significantly maintained at the same GTP concentration. In the in vivo study, the results demonstrated that GTP administration resulted in a significant (P < 0.05) reduction of renal damage after 90 minutes of ischemia, as indicated by the decreased levels of creatinine and urea nitrogen in serum. These results were confirmed by histological examinations, which showed that GTP pretreatment inhibited necrosis and sloughing of the proximal tubules induced by I/R. Examinations also showed decreased necrotic areas in the medulla and decreased glomerular collapse in the I/R-injured rabbits.
The results of this study suggest that GTP can reduce renal injury by preventing the oxidative stress dependent injuries on I/R and may be used in renal transplantation as an antioxidant.