• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제1권2호
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• pp.195-200
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• 1997

Water transport in highly-permeable membranes is facilitated by some specialized pathways, which are called aquaporins (AQP). AQP1 (AQP-CHIP) is the first recognized aquaporin identified from red cells and renal proximal tubules. Up until now 4 other aquaporin homologs have been reported. Each aquaporin has its unique tissue distribution and regulatory mechanims. To elucidate molecular mechanisms for their transcription regulation and tissue-specific expression isolation of aquaporin genes is required. To clone promoters of the AQP family mouse genomic library was screened by the 1st exon-specific probe of AQP4, and 5 different plaques were positively hybridized. Phage DNAs were purified and characterized by restriction mapping and sequencing. One of them is the mouse AQP-CD gene. The gene was consisted of 4 exons and the exon-intron boundaries of mouse AQP-CD gene were identified at identical positions in other related genes. The 5'-flanking region of AQP-CD gene contains one classic TATA box, a GATA consensus sequence, an E-box and a cyclic AMP-responsive element. The cloning of the mouse AQP-CD gene, of which product is expressed in the collecting duct and is responsible for antidiuresis by vasopressin, will contribute to understand the molecular mechanisms of tissue-specific expression and regulation of AQP-CD gene under various conditions.

• 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.

• International Journal of Oral Biology
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• 제45권4호
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• pp.211-217
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• 2020

Molecular mimicry is the most common mechanism that breaches self-tolerance. We previously identified autoantibodies to aquaporin-5 (AQP5) in the sera of patients with Sjögren's syndrome and found that the aquaporin of Prevotella melaninogenica (PmAqp), an oral commensal, is highly homologous to human AQP5. This study aimed to test whether PmAqp can induce anti-AQP5 autoantibodies via molecular mimicry. From the amino acid sequence of PmAqp, an immunizing peptide; i.e., PmE-L, was designed, which contained both the B cell epitope "E" and T cell epitope. C57BL/6 and BALB/c mice were subcutaneously immunized with linear or cyclic forms of PmE-L emulsified in incomplete Freund's adjuvant. The concentrations of the antibodies in sera were measured using enzyme-linked immunosorbent assays. Both linear and cyclic PmE-L induced high levels of antibodies against not only the immunized peptides but also autoantibodies against AQP5E and antibodies against PmE, a Pm homolog of AQP5E. In C57BL/6 mice; however, the cyclic form of PmE-L was more efficient than the linear form in inducing autoantibodies against AQP5E that contained a cyclic epitope. The levels of anti-PmE antibodies and anti-AQP5E autoantibodies showed a strong positive correlation (r = 0.95, p < 0.0005), suggesting molecular mimicry. Collectively, the mice produced anti-AQP5E autoantibodies in response to a PmAqp-derived peptide. This model proved to be useful for studying the mechanisms of autoantibody production by molecular mimicry.

• International Journal of Oral Biology
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• 제43권4호
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• pp.185-191
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• 2018

Alcohol intake is known to affect various organs in the human body, causing reduction of salivation in the oral cavity. Hypo-salivation effect of alcohol is a common feature, but the mechanism in salivary glands is still poorly studied. Therefore, in this study, the changes in salivary secretion and water channel protein (aquaporin5, AQP5) in salivary glands of mice were investigated after ethanol administration. Animals were divided in to 4 groups with the control, 4 g/kg ethanol, 8 g/kg ethanol and 16 g/kg ethanol administration groups. One hour after ethanol administration, saliva was collected from the oral cavity, and the animals were killed and parotid and submandibular glands were extracted to analyze the histopathology, AQP5 immunihistochemistry and AQP5 protein level. According to the results, the salivation rate decreased irrespective of the ethanol dose in mice, and viscosities increased with increase in ethanol dose. However, there were no pathological changes in parotid and submandibular glands due to ethanol administration. Expression of AQP5 in parotid and submandibular glands decreased with increase ethanol administration These results indicate that the reduction of salivary secretion due to acute alcohol intake is closely related to decrease of the water channel protein such as AQP5 in parotid glands and submandibular glands, rather than the damage of salivary glands.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제10권4호
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• pp.213-216
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• 2006

The present study was aimed to determine whether nitric oxide (NO) plays a role in the regulation of aquaporin (AQP) channels in the kidney. Male Brattleboro rats ($250{\sim}300\;g$ body weight) were used. The experimental group was treated with $N^G$-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME, 100 mg/L drinking water) for 1 week, and cotreated with indomethacin (5 mg/kg, twice a day, i.p.) for the last two days. Control groups were treated with either L-NAME for 1 week, indomethacin for 2 days, or without any drug treatment. The abundance of AQP1, AQP2 and AQP3 proteins in the kidney was determined by Western blot analysis. Indomethacin downregulated AQP channels, whereas L-NAME by itself showed no significant effects on them. The indomethacin-induced downregulation of AQP2 and AQP3 was significantly blunted in L-NAME-treated rats, while that of AQP1 was not affected. These results suggest that endogenous NO, when stimulated, may downregulate AQP channels that are specifically regulated by AVP/cAMP pathway in the kidney.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제8권1호
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• pp.49-55
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• 2004

Aquaporins(AQPs)유전자는 다양한 조직의 상피세포와 내피세포에 존재하며 다량의 물 이동을 조절하는 막성 단백질로서, 세포간 또는 세포막 사이의 물 이동에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 발정기의 생쥐 자궁에서는 자궁내막세포의 증식과 함께 수화되는 특징을 보이며, 자궁내강으로 물이 이동되어 자궁내액의 점성이 낮아지는 현상이 나타난다. 따라서, 본 연구에서는 생쥐의 발정주기 동안 자궁에서의 형태학적인 변화와 관련하여 AQP유전자가 물 이동의 매개체로서 중요한 역할을 할 것으로 추측하여, 생쥐 발정주기 동안에 AQP유전자의 발현 양상을 역전사 중합효소 연쇄반응을 통하여 관찰하였다. 또한, laser capture microdissection(LCf을 이용하여 자궁내 세포의 종류에 따른 AQP유전자의 발현 양상을 조사하였다. AQP-4 전령체는 발정주기의 proestrus와 estrus 시기에 발현량이 유의하게 증가하는 반면, AQP-8 전령체는 동일한 시기에 유의하게 감소하는 것으로 관찰되었다. 또한, LCM 기법을 통해서 AQP-4와 -8 전령체가 자궁기질세포보다 자궁내막세포에서 강하게 발현이 유도됨을 관찰하였다. 결과적으로, 생쥐 자궁에서 AQP-4와 -8유전자가 발정주기에 따라 발현량이 변화하는 것으로 보아 난소내 호르몬인 estrogen과 progesterone에 의해 조절될 가능성이 있으며, proestrus와 estrus 시기에 자궁내강으로 자궁내액을 수송하는데 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제60권3호
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• pp.330-336
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• 2006

배 경: 급성폐손상은 여러 가지 치료의 발전에도 높은 사망률을 보이는 질환으로 병태생리학적 연구가 필요한 실정이다. 아쿠아포린 (AQP)은 수분통로로 급성폐손상에서 폐부종에 관여되는 것으로 알려져 있어 bleomycin을 이용한 급성 폐손상모델에서 아쿠아포린의 발현을 확인하고자 하였다. 방 법: Bleomycin 10 U/kg을 Sprague-Dawley rats에 흡입시켜 급성 폐손상 보델을 만들고 흡입후 4, 7, 14일에 호흡수, 상시호흡량을 측정하고, 기관지폐포세척액을 얻으며, 폐조직을 얻었다. 얻은 폐조직에서 wet/dry 량을 측정하고 기관지 폐포세척액에서 사이토카인, 산화질소산물(nitrite와 nitrate)등을 측정하였다. 그리고 폐조직에서 AQP1, AQP4와 AQP5를 면역조직염색에서 확인하였다. 결 과: Bleomycin 흡입 후 호흡수는 4, 7일에 상시호흡량은 4일에 대조군에 비해 유의한 차이를 보였다. Wet/dry 질량은 대조군에 비해 4일에 유의하게 높았다. 기관지폐포세척액에서 산화질소산물은 4일에 가장 높았다. 면역화학염색에서 AQP1과 AQP4는 4일에 감소하였으며 AQP4는 7일에 증가하였고, AQP5는 4, 7, 14일에 발현이 증가하였다. 결 론: 아쿠아포린은 급성폐손상 모델에서 다양하게 발현하여 급성 폐손상의 경과에 따라 다르게 작용함을 시사한다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제30권1호
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• pp.17-21
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• 2015

Alteration in ion channel or transporter expression levels affects cell volume which is produced by movement of water and ion across the plasma membrane. In particular, aquaporin (AQP) channels among ion channels play a crucial role in movement of water across the cell membrane. This study was performed to identify whether AQP expression is changed in bovine follicular cystic follicles using microarray, RT-PCR and Western blotting analyses. In microarray data, AQP4 expression was decreased, whereas AQP7 was increased in cystic follicles. Additional experiments were focused on the AQP7 expression increased in cystic follicles. The microarray data was confirmed by semi-quantitative polymerase chain reaction (PCR) and Western blot analysis. AQP7 mRNA and protein expressions were significantly increased in the cystic follicles (p<0.05). Application of estrogen ($10{\mu}g/ml$) to bovine ovarian cells showed a trend of increase in AQP7 expression. From these results, we suggest that the increase in AQP7 expression in cystic follicles may play an important role in movement of water in bovine ovary. In addition, AQP7, a aquaglyceroporin permeating water and glycerol, could be a good target in development of methods for the cryopreservation of bovine ovary.

• 한국발생생물학회:학술대회논문집
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• 한국발생생물학회 2003년도 제3회 국제심포지움 및 학술대회
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• pp.61-61
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• 2003

Aquaporins (AQPs)는 다양한 상피세포와 내피세포에 존재하며 다량의 물 수송을 촉진하는 막성단백질로 현재 11개의 AQP가 (AQP0-10) 발견되었으나, 아직 생리적, 기능적 분석은 불충분한 상태이다. 생쥐의 자궁내막은 발정주기 동안 호르몬의 자극에 따라 부풀어오르거나 수축하는 변화를 보이며 에스트로젠과 몇몇 혈관에 작용하는 매개체에 의해 자궁 혈관의 투수성이 증가한다는 보고는 있으나, 자궁액의 수송 메커니즘에 대해서는 뚜렷하게 밝혀진 바가 없다. 발정기의 생쥐 자궁은 자궁내막세포의 증식과 함께 수화되는 특징을 보이며 자궁내강으로 물이 수송되어 luminal fluid의 점성이 낮아지는 현상이 나타나는데, 이 때 AQP가 water channel로서 중요한 역할을 할 것으로 보고 본 실험에서는 면역조직화학법(immunohistochemistry)과 역전사중합효소연쇄반응(Reverse-transcriptase polymerase chain reaction)을 통해 발정기 자궁의 수화와 AQP 발현의 상관성에 대해 알아보고자 하였다. 면역조직화학법의 결과 발정주기의 다른 시기에 비해 발정기(estrus phase)에 자궁상피세포에 AQP4, 5, 8 protein이 다량 존재하는 것으로 밝혀졌고, 근육층(myometrium)에서의 발현은 발정주기 동안 차이가 없었다. Whole uterus로 RT-PCR을 수행한 결과 AQP4, 5, 8 mRNA는 luteal phase에 비해 follicular phase에 더 많이 발현하는 것으로 확인되었다. 또한 LCM(Laser Capture Microdissection) system을 이용하여 luminal epithelium과 stromal cell을 분리하여 RT-PCR을 수행한 결과 AQP4, 5, 8 mRNA는 stromal cell 보다는 luminal epithelium에 더 많이 발현하며, 이 역시 follicular phase에 발현량이 증가함을 확인하였다. 이러한 결과로 미루어 생쥐 자궁에서 AQP4, 5, 8은 발정주기 내막에 발현이 증가하며 이는 자궁내강 안으로 수분을 수송하는데 주요한 기작으로 사료되며 estrogen에 의한 조절 가능성을 암시한다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제31권2호
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• pp.119-131
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• 2004

연구 목적: 난소에서 분비되는 스테로이드 호르몬인 에스트로젠과 프로게스테론은 포유동물의 생식기관 발달과 정상적인 생식 기능, 수정과 배아의 착상에 중요한 역할을 한다. 특히 에스트로젠은 자궁내액을 내강으로 분비하여 자궁부종 기작에 중요한 역할을 한다. 자궁내액은 정자의 수정능력 획득과 착상전 배아의 발달에 매우 중요하다. Aquaporin (AQP)은 막관통 물수송 단백질로서 여러 조직에 넓게 분포되어 있으며, 세포간 또는 상피세포간 물의 이동에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 생쥐 자궁에서 스테로이드 호르몬에 의해 조절되는 자궁내액의 이동에 AQP 유전자가 관여하는지를 알아보았다. 연구 재료 및 방법: 난소 절제술을 시행한 생쥐에 스테로이드 호르몬을 피하주사하고 6, 12, 24시간 간격으로 자궁조직을 적출하였다. 대조군은 sesame oil만을 주사한 후 6시간째에 수획한 자궁조직을 사용하였으며, 실험군은 시간대별과 스테로이드 처리별로 채취한 자궁조직에서 역전사중합효소반응을 수행하였다. 역전사중합효소반응을 통해 막관통 단백질인 AQP-4, -5, -8 mRNA의 발현양상을 살펴보았다. 또한 mRNA의 위치를 살펴보기 위해 laser microdissection을 이용하여 RT-PCR을 수행하였다. 마지막으로 자궁조직내에서의 단백질 발현 부위를 관찰하기 위해 면역조직화학염색을 실시하였다. 결 과: AQP-4, -5, -8 mRNA은 프로게스테론을 처리한 군보다 에스트로젠을 처리한 군에서 많이 발현되었으며, 에스트로젠을 주사한 지 6시간째 발현정도를 대조군과 비교할 때 AQP-4, -5, -8 mRNA가 각각 7.9배, 2.8배, 3.8배로 나타났다. AQP-4, -5, -8 mRNA는 간충조직보다 자궁내 상피조직에서 스테로이드 호르몬의 영향을 받아 발현양상의 차이가 나타났으며, 주로 에스트로젠의 영향을 받아 발현이 증가하였다. AQP-4 단백질은 에스트로젠을 24시간 처리한 후 프로게스테론을 처리한 군의 자궁내 상피조직에서 많이 발현되었으며, AQP-5와 -8 단백질은 에스트로젠을 처리한 군의 자궁내 상피조직에서 발현이 증가하였다. 결 론: 이상의 결과를 통해 AQP-4, -5, -8은 주로 에스트로젠에 의해 자궁내 상피세포에서 발현이 증가되는 것으로 보아 에스트로젠의 영향하에 일어나는 자궁내액의 이동으로 인한 자궁부종기작에 이동통로로서 관여하는 것으로 사료된다.