Alteration of Insulin-like Growth Factor(IGF)-I and IGF-Binding Proteins in Renal Development and Regeneration

신장발육 및 재생에 따른 insulin-like growth factor(IGF)-I 및 IGF-binding protein의 변화

Purpose: Insulin-like growth factor(IGF)-I and -II are peptide growth factor whose activity is modulated by interaction with the family of six IGF-binding proteins(IGFBPs). IGF-I is detected in rat kidney and has metabolic and growth effects. This study was designed to examine temporal expression of IGFBPs in kidney during renal development and postischemic regeneration in rat. Method: The expression of IGFBPs in kidney during renal development from 15th day of gestation to adult life by using Northern blot analysis. We also examined the renal IGF-IGFBP axis in uremic rat by using Northern blot and immunohistochemistry. Results: The mRNA of IGFBP-1 and -3 were not or barely detected in fetal stages. However, the mRNA level of IGFBP-1 and -3 were increased gradually from day 7 after birth to adult. In contrast, the mRNA of IGFBP-2 and -5 were highly expressed in fetal stages and maintained almost same levels until day 7 (IGFBP-2) or day 30 (IGFBP-5) after birth, then their levels decreased markedly. The mRNA of IGFBP-4 were expressed moderately in fetal kidney and increased gradually after birth. Interestingly, the mRNA of IGFBP-1 and-4 were induced up to 3-5 fold during maximum regeneration period and were recovered to normal levels after acute ischemic injury. In contrast, the mRNA level of IGFBP-3 and-IGFBPrP-1 were decreased slightly at 1 day after ischemic injury, then recovered to normal level during maximum regeneration period. Conclusion: There were differential expressions of IGFBPs in kidney that can modulate IGF action on developing, differentiating, maintaining, and regenerating renal structure and function.

목적 : Insuln-like growth factor(IGF)-I및 -II는 성장인자로 일군의 IGF-binding protein(IGFBP)에 의하여 그 작용이 조절된다. IGF-I은 백서 신장에서 발견되고 대사효과와 성장효과를 갖고 있다. 이번 연구는 백서에서 신장발육과 허혈성 신손상 후 재생과정 동안에 IGFBP의 발현이 변화하는지를 보고자 한다. 방법 : 태생 15주부터 성숙 할때까지 백서 신장에서 IGFBP 발현의 변화를 알아보기 위해 Northern blotting을 시행하였고, 급성신부전 백서의 신장에서 IGF-IGBP axis의 변화를 보기 위해 Northern blotting과 Immunohisto-chemistry를 이용하였다. 결과 : IGFBP-1과 -3는 태생기에는 거의 발현되지 않다가 출생 후 7일째부터 성숙이 끝날 때까지 점진적으로 증가하였다. 반면에 IGFBP-2와 -5는 태생기에 많이 발현되고, IGFBP-2는 출생 후 7일째까지 IGFBP-5는 30일째까지 높은 농도를 유지하다가 급격히 감소하였다. 한편 IGFBP-4는 태생기에 중등도로 발현되는데 출생 후 증가하기 시작하여 7일째 가장 많이 발현되다가 급격히 감소하였다. 신손상 후 IGFBP의 변화를 보면 IGFBP-1과 -4는 재생기간 동안 3-5배 증가되다가 정상으로 회복된 반면 IGFBP-3와 IGFBP Related Protein-1(IGFBPrP-1) 은 신손상 1일째에는 약간 감소하다가 그후 증가하여 정상보다 약간 높은 수준을 유지하였다. 결론 : 백서 신장에서 신장구조나 기능의 발달, 분화 및 재생에 대한 IGF의 작용을 조절할 수 있는 IGFBP 발현에 현저한 변화가 있었다.