• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제3권2호
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• pp.157-164
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• 1999

To determine molecular mechanisms of Aquaporin-CD (AQP2) gene regulation, the promoter region of the AQP2 gene was examined by transiently transfecting a promoter-luciferase reporter fusion gene into mouse renal collecting duct cell lines such as mIMCD-3, mIMCD-K2, and M-1 cells, and NIH3T3 mouse embryo fibroblast cells. PCR-Southern analysis reveals that mIMCD-3 and mIMCD-K2 cells express AQP2, but M-1 and NIH3T3 cells do not, and that the treatment with cpt-cAMP $(400\;{\mu}M)$) or forskolin/isobutylmethylxanthine (IBMX) increased the AQP2 expression in IMCD cells. In both IMCD and NIH3T3 cells, the constructs containing the promoter of AQP2 gene showed promoter activities, indicating lack of tissue-specific element in the 1.4 kb 5'-flanking region of the mouse AQP2 gene. Luciferase activity in the IMCD cells transfected with the construct containing 5-flanking region showed responsiveness to cpt-cAMP, indicating that the 1.4 kb 5'-flanking region contains the element necessary for the regulatory mechanism by cAMP. The promoter-luciferase constructs which do not have a cAMP-responsible element (CRE) still showed the cAMP responsiveness in IMCD cells, but not in NIH3T3 cells. Increase in medium osmolarity did not affect AQP2 promoter activity in mIMCD-K2 cells. These results demonstrate that AQP2 gene transcription is increased with cAMP treatment through multiple motifs including CRE in the 5'-flanking region of the gene in vitro, and the regulatory mechanism may be important for in vivo regulation of AQP2 expression.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제4권4호
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• pp.311-318
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• 2000

We cultured the rabbit inner medullary collecting duct (IMCD) cells as monolayers on collagen-coated membrane filters, and investigated distribution of the P2Y receptors by analyzing nucleotide-induced short circuit current $(I_{sc})$ responses. Exposure to different nucleotides of either the apical or basolateral surface of cell monolayers stimulated $I_{sc}.$ Dose-response relationship and cross-desensitization studies suggested that at least 3 distinct P2Y receptors are expressed asymmetrically on the apical and basolateral membranes. A $P2Y_2-like$ receptor, which responds to UTP and ATP, is expressed on both the apical and basolateral membranes. In addition, a uracil nucleotide receptor, which responds to UDP and UTP, but not ATP, is expressed predominantly on the apical membrane. In contrast, a $P2Y_1-like$ receptor, which responds to ADP and 2-methylthio-ATP, is expressed predominantly on the basolateral membrane. These nucleotides stimulated intracellular cAMP production with an asymmetrical profile, which was comparable to that in the stimulation of $I_{sc}.$ Our results suggest that the adenine and uracil nucleotides can interact with different P2Y nucleotide receptors that are expressed asymmetrically on the apical and basolateral membranes of the rabbit IMCD cells, and that both cAMP- and $Ca^{2+}-dependent$ signaling mechanisms underlie the stimulation of $I_{sc}$.

• BMB Reports
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• 제45권3호
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• pp.189-193
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• 2012

Cyst formation is a major characteristic of ADPKD and is caused by the abnormal proliferation of epithelial cells. Renal cyst formation disrupts renal function and induces diverse complications. The mechanism of cyst formation is unclear. mIMCD-3 cells were established to develop simple epithelial cell cysts in 3-D culture. We confirmed previously that Mxi1 plays a role in cyst formation in Mxi1-deficient mice. Cysts in Mxi1 transfectanted cells were showed by collagen or mebiol gels in 3-D cell culture system. Causative genes of ADPKD were measured by q RT-PCR. Herein, Mxi1 transfectants rarely formed a simple epithelial cyst and induced cell death. Overexpression of Mxi1 resulted in a decrease in the PKD1, PKD2 and c-myc mRNA relating to the pathway of cyst formation. These data indicate that Mxi1 influences cyst formation of mIMCD-3 cells in 3-D culture and that Mxi1 may control the mechanism of renal cyst formation.

• Applied Microscopy
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• 제37권4호
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• pp.271-280
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• 2007

Tonicity responsive enhancer binding protein(TonEBP)는 콩팥에서 osmolyte의 세포내 축적을 촉매해 주는 전사조절인자로 높은 삼투농도에서 세포를 보호하는데 중요한 역할을 수행한다. 고장성환경은 TonEBP의 양적 증가와 핵 내 분포의 증가를 통해 TonEBP의 활성을 자극한다. 또한 TonEBP는 콩팥 수질내 요소축적에 중요한 역할을 하는 UT-A의 전사를 조절하는 것으로도 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 콩팥수질내 TonEBP와 UT-A의 기능과 상관관계를 밝히는 연구의 일환으로 다른 동물보다 급수가 제한된 환경에서 더 오래 살아남을 수 있는 수분대사능력을 가지고 있는 Mongolian gerbil을 이용하여, 절수로 인한 고장성환경의 유발에서 TonEBP와 UT-A에 대한 발현 변화를 관찰하고자 하였다. 절수에 따른 TonEBP와 UT-A의 발현 양상을 연구하기 위해, 먼저 Mongoian gerbil 각 5마리씩 3그룹으로 나누어 절수 실험을 실시하였고, 면역조직화학법을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 정상대조군에서 TonEBP의 면역반응성은 속수질 세포들의 핵 내에 주로 분포하였으며, 절수 7일군에서 면역조직화학검사 결과, 속수질집합관에서의 염색성은 대조군에 비해 증가하였고, 특히 바깥수질 부위에 속수질에서 요세관의 가는 부분에서의 증가가 두드러졌다. 절수 14일군에서 염색성이 대조군보다 오히려 감소하였으며, 콩팥의 조직학적 손상이 관찰되었다. UT-A의 경우 바깥수질 속줄무늬층의 짧은-헨레고리가는내림부분과 정상군에서는 미약한 양성반응을 나타낸 속수질 초기부분의 긴-헨레고리가는내림부분에서 강한 발현 양상을 나타내었고, 속수질의 초기에서 중간부위의 속수질집합관도 강한 발현 양상을 확인할 수 있었다. 그러나 속수질 말단부위의 속수질집합관은 콩팥유두 끝으로 갈수록 발현량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과는 Mongolian gerbil을 이용한 절수모델에서 증가된 콩팥수질의 Tonicity에 의해 TonEBP의 발현이 증가하고 이에 따라 UT-A의 발현도 동반하여 증가하는 것을 확인하였고, 또한 이렇게 증가된 TonEBP는 UT의 전사를 조절하여 UT를 증가시켜 오줌농축기전을 향상시키는 것으로 생각된다. 이는 속수질 세포의 스트레스에 대한 세포방어기전으로 생각된다. 그러나 절수가 계속되면 이런 적응반응에 한계를 지나쳐 오히려 TonEBP와 UT-A의 발현이 감소함을 확인 할 수 있었다.

• Applied Microscopy
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• 제32권2호
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• pp.91-105
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• 2002

포유동물의 콩팥에서 오줌 농축기전에 중요한 요소(urea)의 이동에 관여하는 요소운반체 (urea transporter, UT)에는 요세관에서 발현되는 요소운반체인 UT-A와 적혈구에서 발현되는 요소운반체인 UT-B가 있다. 최근 UT-A에는 UT-A1, UT-A2, UT-A3, UT-A4, UT-A5 등 5종류가 있음이 밝혀졌다. 이 연구에서는 콩팥내 요세관 세포에서 UT-A1, UT-A2 및 UT-A4를 표지하는 것으로 알려진 UT-A (L403)의 분포를 밝히고자 하였다. Sprague-Dawley계 흰쥐($200{\sim}250g$)의 콩팥을 대상으로 정상군, 탈수군(식수를 3일간 공급하지 않은 군) 및 수분과잉공급군(3%의 sucrose를 섞은 식수를 3일간 자유롭게 먹였다)의 3군으로 나누었다. 콩팥은 복대동맥을 통하여 2% paraformaldehyde-lysine-periodate (PLP) 또는 8% paraformaldehyde용액으로 10분간 관류 고정하였다. 콩팥조직절편은 UT-A에 대한 토끼 다클론항체를 이용하여 포매전면역염색법을 이용한 과산화효소법과 면역도금법을 시행한 후 광학 및 전자현미경으로 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 흰쥐 콩팥에서 UT-A1은 속수질집합관의 세포질에 산재하여 분포하고 있었으며, UT-A2는 짧은-헨레고리의 내림가는부분 말단 1/2 부분의 상피세포(I형 세포)와 속수질 초기부분에 있는 긴-헨레고리의 내림가는부분 상피세포(II형 세포)의 세포막에 분포하고 있었다. 속수질집합관내 UT-A1은 탈수군에서는 감소하였으며, 수분과잉공급군에서는 증가하였다. 짧은-헨레고리의 내림가는부분에 있는 UT-A2는 탈수군과 수분과잉공급군 모두에서 증가하되 수분과잉공급군에서 더 증가하였다. 긴-헨레고리의 내림가는부분 중 속수질 초기부분에서 발현되는 UT-A2의 면역반응성은 탈수군에서 현저히 증가하였으나, 수분과잉공급군에서는 정상군에서처럼 약하게 발현되었다. 이상의 연구 결과로 보아 흰쥐 콩팥에서 UT-A1은 속수질집합관의 세포질에 UT-A2는 짧은-헨레고리와 긴-헨레고리의 내림가는부분 상피세포의 세포막에 분포하고 있으며 서로 다른 기전에 의하여 조절되고 있는 것으로 생각된다.