This study was undertaken to elucidate the underlying mechanisms of ATP depletion-induced membrane transport dysfunction and cell death in renal proximal tubular cells. ATP depletion was induced by incubating cells with 2.5 mM potassium cyanide(KCN)/0.1 mM iodoacetic acid(IAA), and membrane transport function and cell viability were evaluated by measuring $Na^+$-dependent phosphate uptake and trypan blue exclusion, respectively. ATP depletion resulted in a decrease in $Na^+$-dependent phosphate uptake and cell viability in a time-dependent manner. ATP depletion inhibited $Na^+$-dependent phosphate uptake in cells, when treated with 2 mM ouabain, a $Na^+$ pump-specific inhibitor, suggesting that ATP depletion impairs membrane transport functional integrity. Alterations in $Na^+$-dependent phosphate uptake and cell viability induced by ATP depletion were prevented by the hydrogen peroxide scavenger such as catalase and the hydroxyl radical scavengers(dimethylthiourea and thiourea), and amino acids(glycine and alanine). ATP depletion caused arachidonic acid release and increased mRNA levels of cytosolic phospholipase $A_2(cPLA_2)$. The ATP depletion-dependent arachidonic acid release was inhibited by $cPLA_2$ specific inhibitor $AACOCF_3$. ATP depletion-induced alterations in $Na^+$-dependent phosphate uptake and cell viability were prevented by $AACOCF_3$. Inhibition of $Na^+$-dependent phosphate uptake by ATP depletion was prevented by antipain and leupetin, serine/cysteine protease inhibitors, whereas ATP depletion-induced cell death was not altered by these agents. These results indicate that ATP depletion-induced alterations in membrane transport function and cell viability are due to reactive oxygen species generation and $cPLA_2$ activation in renal proximal tubular cells. In addition, the present data suggest that serine/cysteine proteases play an important role in membrane transport dysfunction, but not cell death, induced by ATP depletion.
To elucidate the mechanism of gentamicin induced renal dysfunction, renal functions and activities of various proximal tubular transport systems were studied in gentamicin-treated rats (Fisher 344). Gentamicin nephrotoxicity was induced by injecting gentamicin sulfate subcutaneously at a dose of 100 $mg/kg{\cdot}day$ for 7 days. The gentamicin injection resulted in a marked polyuria, hyposthenuria, proteinuria, glycosuria, aminoaciduria, phosphaturia, natriuresis, and kaliuresis, characteristics of aminoglycoside nephropathy. Such renal functional changes occurred in the face of reduced GFR, thus tubular transport functions appeared to be impaired. The polyuria and hyposthenuria were partly associated with a mild osmotic diuresis, but mostly attributed to a reduction in free water reabsorption. In renal cortical brush-border membrane vesicles isolated from gentamicin-treated rats, the $Na^+$ gradient dependent transport of glucose, alanine, phosphate and succinate was significantly attenuated with no changes in $Na^+-independent$ transport and the membrane permeability to $Na^+$. These results indicate that gentamicin treatment induces a defect in free water reabsorption in the distal nephron and impairs various $Na^+-cotransport$ systems in the proximal tubular brush-border membranes, leading to polyuria, hyposthenuria, and increased urinary excretion of $Na^+$ and other solutes.
Objective : This study was performed to determine if Scutellaria balicalensis Georgi extract (SbGE) prevents oxidant-induced membrane transport dysfunction in renal tubular cells. Methods : Membrane transport function was estimated by measuring $Na^+$-dependent inorganic phosphate transport in opossum kidney (OK) cells. $H_2O_2$ inhibited phosphate transport in a dose-dependent manner. Results : The inhibitory effect of $H_2O_2$ was significantly prevented SbGE over concentration range of 0.005-0.05%. $H_2O_2$ caused ATP depletion, which was prevented by SbGE. $H_2O_2$ induced the loss of mitochondrial function as evidenced by decreased MTT reduction and its effect was prevented by SbGE. The $H_2O_2$-induced inhibition of phosphate transport was not affected by a potent antioxidant DPPD, but the inhibition was prevented by an iron chelator deferoxamine, suggesting that $H_2O_2$ inhibits $Na^+$-dependent phosphate transport via an iron-dependent nonperoxidative mechanism in renal tubular cells. Conclusion : These data suggest that SbGE may exert the protective effect against oxidant-induced membrane transport dysfunction by a mechanism similar to iron chelators in renal epithelial cells. However, furher studies should be carried out to find the active ingredient(s) of SbGE that exerts the protective effect.
Cis-dichlorodiammine platin${\mu}M$II (Cisplatin), an effective chemotherapeutic agent, induces acute renal failure by unknown mechanisms. To investigate direct toxic effects of cisplatin on the renal proximal tubular transport system, LLC-$PK_1$ cell line was selected as a cell model and the sugar transport activity was evaluated during a course of cisplatin treatment. Cells grown to confluence were treated with cisplatin for 60 min, washed, and then incubated for up to 5 days. At appropriate intervals, cells were tested for sugar transport activity using ${\alpha}-methyl-D-[^{14}C]glucopyranoside$ (AMG) as a model substrate. In cells treated with 100 ${\mu}M$ cisplatin, the AMG uptake was progressively impaired after 3 days. The viability of cells was not substantially changed with cisplatin of less than 100 ${\mu}M$, but it decreased markedly with 150 and 200 ${\mu}M$. In cisplatin-treated cells, the $Na^+$ -dependent AMG uptake was drastically inhibited with no change in the $Na^+$ -independent uptake. Kinetic analysis indicated that Vmax was suppressed, but Km was not altered. The $Na^+$ -dependent phlorizin binding was also decreased in cisplatin-treated cells. However, the AMG efflux from preloaded cells was not apparently retarded by cisplatin treatment. These data indicate that the cisplatin treatment impairs $Na^+$ -hexose cotransporters in LLC-$PK_1$ cells and suggest strongly that defects in transporter function at the luminal plasma membrane of the proximal tubular cells constitute an important pathogenic mechanism of cisplatin nephrotoxicity.
Objective : This study was undertaker to determine if Juglandis Semen herbal acupuncture (JSA) exerts protective effect against alterations in membrane transport function in rabbits with mercury-induced acute renal failure. Methods : Nephrotoxicity was induced by subcutaneous administration of Hg(a single dose of 10mg/kg) and JSA was performed at both sides of Shenshu($(BL_{23})$, Sinsu) for 7 days. Results: The administration of Hg at a subcutaneous single dose of 10 mg/kg caused a reduction in GFR to 12% of the basal value and an increase in fractional $Na^+$ excretion to 8.9-fold, indicating generation of acute renal failure. When JSA were given for 7 days prior to Hg administration, such changes were significantly attenuated. The fractional excretion of glucose and phosphate was increased to approximately 102- and 35-fold, respectively, in rabbits treated with Hg alone. The increase in rabbits treated with Hg following ISA are significantly lower than that in animals treated with Hg alone. Uptakes of glucose and phosphate in purified isolated brush-border membrane and $Na^+-K^+-ATPase$ activity in microsomal fraction were inhibited in rabbits treated with Hg alone, suggesting that impairment in proximal reabsorption of glucose and phosphate is resulted from a direct damage of membrane transport carriers and disruption of the normal $Na^+$ gradient. Such changes were prevented by JSA. Conclusion These results indicate that the administration of Hg causes impairment in reabsorption of solutes in the proximal tubule via the generation of reactive oxygen species. JSA provides the protection against the Hg-induced impairment in proximal reabsorption, and its effect may be resulted from its antioxidant action.
A function of the kidney is elimination of a variety of xenobiotics ingested and wasted endogenous compounds from the body. Organic anion and cation transport systems play important roles to protect the body from harmful substances. The renal proximal tubule is the primary site of carrier-mediated transport from blood into urine. During the last decade, molecular cloning has identified several families of multispecific organic anion and cation transporters, such as organic anion transporter (OAT), organic cation transporter (OCT), and organic anion-transporting polypeptide (oatp). Additional findings also suggested ATP-dependent organic ion transporters such as MDR1/P-glycoprotein and the multidrug resistance-associated protein (MRP) as efflux pump. The substrate specificity of these transporters is multispecific. These transporters also play an important role as drug transporters. Studies on their functional properties and localization provide information in renal handling of drugs. This review summarizes the latest knowledge on molecular properties and pharmacological significance of renal organic ion transporters.
In this study the influence of Bradykinin, a biogenic polypeptide, on the excretory function of the dog kidney was investigated, utilizing the clearance and stop-flow method. The results are summarized as follows; 1) Bradykinin administered intravenously elicited a marked antidiuresis. 2) When given into the renal artery, however, prompt increase of the urine flow, sodium excretion and free water clearance without significant change in the glomerular filtration rate ensued. 3) It was also effective during an osmotic diuresis with 10% Mannitol infusion, though the response was not so marked. 4) The stop-flow experiment showed that sodium reabsorption in the proximal tubules is inhibited by the infusion of bradykinin into the renal artery. It was thus concluded that the diuretic effect of bradykinin given intra-arterially results from the inhibition of sodium transport in the proximal tubules.
This study was carried out to determine effect of acute renal ischemia on transport function of organic cation, tetraethylammonium (TEA), in rabbit kidney proximal tubule. Clamping of the renal artery for 30 and 60 min produced a polyuria which was accompanied by an increase in $Na^+$ excretion. The capacity of kidney cortical slices to accumulate TEA was increased after 30 and 60 min of ischemia. When blood flow was restored for 30 min after 30 and 60 min of ischemia, the augmented TEA uptake was recovered to the control values. Oxygen consumption of cortical slices was stimulated after 30 min of ischemia, whereas it was not altered by 60 min of ischemia. A 90-min ischemia produced a significant inhibition of TEA uptake and tissue oxygen consumption. These results suggest that the basolateral transport system for organic cation persists after ischemic periods of 60 min despite evidence that tubular reabsorptive mechanism of $Na^+$ and water is markedly impaired. This may indicate that the active secretory systems of proximal tubule are more resistant to ischemic injury than the reabsorptive systems.
한국환경성돌연변이발암원학회 2002년도 Molecular and Cellular Response to Toxic Substances
/
pp.80-88
/
2002
Recent studies demonstrate that collagen IV selectively pro-motes the repair of physiological processes in sublethally injured renal proximal tubular ceils (RPTC). We sought to further define the mechanisms of cell repair by measuring the effects of toxicant injury and stimulation of repair by L-ascorbic acid-2-phosphate (AscP), exogenous collagen IV, or function-stimulating integrin antibodies on the expression and subcellular localization of collagen-binding integrins (CBI) in RPTC. Expression of CBI subunits ${\alpha}_1$, ${\alpha}_2$, and ${\beta}_1$ in RPTC was not altered on day 1 after sublethal injury by S-(1,2-dichlorovinyl)-L-cysteine (DCVC). On day 6, expression of ${\alpha}_1$ and ${\beta}_1$ subunits remained unchanged, whereas a 2.2-fold increase in ${\alpha}_2$ expression was evident in injured RPTC. CBI localization in control RPTC was limited exclusively to the basal membrane. On day 1 after injury, RPTC exhibited a marked inhibition of active $Na^+$ transport and a loss of cell polarity characterized by a decrease in basal CBI localization and the appearance of CBI on the apical membrane. On day 6 after injury, RPTC still exhibited marked inhibition of active $Na^+$ transport and localization of CBI to the apical membrane. However, DCVC-injured RPTC cultured in pharmacological concentrations of AscP (500 ${\mu}$M)or exogenous collagen IV (50 ${\mu}$g/ml) exhibited an increase inactive $Na^+$ transport, relocalization of CBI to the basal membrane, and the disappearance of CBI from the apical membrane on day 6. Function-stimulating antibodies to CBI ${\beta}_1$ did not promote basal relocalization of CBI despite stimulating the repair of $Na^+$/$K^+$-ATPase activity on day 6 after injury. These data demonstrate that DCVC disrupts integrin localization and that physiological repair stimulated by AscP or collagen IV is associated with the basal relocalization of CBI in DCVC-injured RPTC. These data also suggest that CBI-mediated repair of physiological functions may occur independently of integrin relocalization.
Juglans sinensis Dode has been reported to have antioxidant activity. However, the effect of Juglans sinensis Dode aquacupuncture(JS) on reactive oxygen species(ROS)-induced alterations in membrane transport function in renal tubular cells. This study was performed to evaluate the effect of JS on the organic hydroperoxide t-butylhydroperoxide(tBHP)-induced inhibition of $Na^+$-dependent phosphate($Na^+$-Pi) uptake in opossum kidney (OK) cells, an established renal proximal epithelial cell line. tBHP inhibited $Na^+$-Pi uptake in a time-dependent manner. The inhibitory effect of tBHP was prevented by JS over concentration range of 0.05-1mg/100ml in a dose-dependent manner. Kinetic studies showed that tBHP caused an decrease in Vmax for $Na^+$-Pi uptake without any a significant change in Km. $Na^+$-dependent phosphonoformic acid binding, a irreversible inhibitor of renal $Na^+$-Pi uptake, was decreased by tBHP treatment. The reduction in Vmax and phosphonoformic acid binding by tBHP was prevented by JS. tBHP induced lipid peroxidation and its effect was completely inhibited by JS and antioxidant N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine. These data suggest that the oxidant inhibits phosphate uptake by a reduction in the number of active carrier across the membrane. JS may prevent oxidant-induced inhibition of membrane transport function by a mechanism similar to antioxidants in renal epithelial cells. Although the precise constituents remain to be explored, JS may be employed as a useful candidate herb for drug development to prevent and treat oxidant-mediated renal failure.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.