Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Role of angiotensin in renal dihydrofolate reductase, GTP-cyclohydrolase 1 and nitric oxide synthase expression in renal ischemic reperfusion

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

บทบาทของแองจิโอเทนซินต่อการแสดงออกของยีนและโปรตีนไดไฮโดรโฟเลตรีดักเทส จีทีพีไซโคลไฮโดรเลส 1 และไนตริกออกไซด์ซินเธสในไตในภาวะที่ไตขาดเลือดไปเลี้ยงชั่วคราว

Year (A.D.)

2006

Document Type

Thesis

First Advisor

Somchit Eiam-Ong

Second Advisor

Thaweesak Tirawatnapong

Faculty/College

Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Physiology

DOI

10.58837/CHULA.THE.2006.2248

Abstract

Renal ischemic reperfusion (IR) enhances angiotensin II (ANG II) level. In cell culture study, ANG II suppresses dihydrofolate reductase (DHFR) but not modulate GTP-cyclohydrolase 1 (GTP-CH 1) expression. Both enzymes are required for synthesis of BH4 which plays a crucial role in dimerization of nitric oxide synthase (NOS). There is no simultaneous study the role of ANG II on renal DHFR, GTP-CH 1, NOS gene and protein expression during IR. Male Wistar rats were divided into two main groups: sham (S) or IR (30-minute renal pedical occlusion and reperfusion for 1 day). Both groups were further treated with 1) water, or 2) angiotensin converting enzyme inhibitor (ACEI; Enalapril ; 5 mg/kg/day), or 3)angiotensin II receptor type 1 blocker (ARB; Losartan ; 10 mg/kg/day) for one day before S or IR and continuously for 1 day after the operation. On each experimental due date, 24-hr urine and blood samples were collected. The serum was determined for electrolytes, blood urea nitrogen, creatinine (Cr), and Cr clearance (CCr). The kidneys were removed for RNA isolation, detection of mRNA expression (RT-PCR), and protein abundance (Western blot) for DHFR, GTP-CH 1, endothelial NOS (eNOS), and inducible NOS (iNOS). The data show that IR decreased DHFR mRNA and protein levels (p<0.01) which were restored by ACEI (p<0.05) or ARB (p<0.01); whereas GTP-CH 1 expression was remained. IR suppressed the eNOS dimer (p<0.01) while enhanced the monomer (p<0.01) which were corrected by ACEI or ARB (p<0.01). The renal eNOS mRNA and total eNOS protein levels did not change in all experimental groups. IR increased iNOS mRNA, total iNOS protein, and iNOS monomer (p<0.01) which reduced by ACEI or ARB (p<0.01). The present study demonstrates the first evidence indicating that IR, via stimulation of ANG II, suppresses renal DHFR but activates iNOS both mRNA and protein expression. IR enhances the monomer while diminishes the dimer form of eNOS. Inhibition of ANG II by using ACEI or ARB could restore DHFR and eNOS dimer whereas attenuate the heightened levels of iNOS expression and NOS monomer. IR has no effect on GTP-CH 1 expression. The present result also indicates that angiotensin II receptor type 1 play a crucial role in modulation of DHFR and NOS expression.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

ภาวะที่ไตขาดเลือดไปเลี้ยงชั่วคราวเพิ่มระดับแองจิโอเทนซิน 2 (ANG II) การศึกษาจากการเพาะเลี้ยงเซลล์ พบว่า แองจิโอเทนซิน 2 ลดระดับไดไฮโดรโฟเลตรีดักเทส (DHFR) แต่ไม่เปลี่ยนแปลงระดับจีทีพีไซโคลไฮโดรเลส 1 (GTP-CH 1) พบว่าเอนไซม์ทั้งสองตัวนี้ถูกใช้เพื่อสร้างบีเอช 4 (BH4)ซึ่งมีบทบาทสำคัญต่อการเป็นโครงสร้างคู่ (dimer)ของไนตริกออกไซด์ซินเธส (NOS) แต่ยังไม่มีการศึกษาบทบาท แองจิโอเทนซิน 2 ต่อการแสดงออกพร้อมๆ กันของยีน และโปรตีนของไดไฮโดรโฟเลตรีดักเทส จีทีพีไซโคลไฮโดรเลส1 และไนตริกออกไซด์ซินเธส ในภาวะที่ไตขาดเลือดไปเลี้ยงชั่วคราว การวิจัยครั้งนี้ทำการทดลองในหนูแรทพันธุ์วิสต้าซึ่งแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ๆ คือ กลุ่ม sham (s) และกลุ่มที่ชักนำให้เกิดภาวะขาดเลือดไปเลี้ยงชั่วคราวที่ไตข้างซ้าย โดยการอุดกั้นหลอดเลือดเลี้ยงไตเป็นเวลา 30 นาที และให้เลือดไปเลี้ยงไตดังเดิมเป็นเวลา 1 วัน (IR) ซึ่งทั้ง 2 กลุ่มนี้จะถูกแบ่งเป็นอีก 3 กลุ่มย่อยคือ 1)ได้รับน้ำดื่มเพียงอย่างเดียว หรือ 2) ได้รับน้ำดื่มผสม angiotensin converting enzyme inhibitor (ACEI; Enalapril ; 5 mg/kg/day)หรือ 3)ได้รับน้ำดื่มผสม angiotensin II receptor type 1 blocker (ARB; Losartan ; 10 mg/kg/day) สัตว์ทดลองจะได้รับสารดังกล่าว 1 วันก่อนการผ่าตัดทำ Sหรือ IR และรับต่อไปอีกเป็นเวลา 1 วันหลังการผ่าตัด เมื่อครบกำหนดการทดลองทำการเก็บตัวอย่างปัสสาวะและเลื่อดเพื่อตรวจวัดระดับอิเลคโตรไลต์ สารยูเรียไนโตรเจน ครีเอตินีน และคำนวณค่าครีเอตินีเคลียแรนซ์ รวมทั้งเก็บตัวอย่างเนื้อไต เพื่อแยก RNA และตรวจวัดระดับการแสดงออกของยีน (mRNA)และโปรตีนของไดไฮโดรโฟเลตรีดักเทส จีทีพีไซโคลไฮโดรเลส 1 เอนโดธีเลียลและอินดิวซิเบิลไนตริกออกไซด์ซินเธสโดยวิธี Reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) และ Western blot ตามลำดับ ผลการทดลองพบว่า IR ลดระดับไดไฮโดรโฟเลตรีดักเทส ทั้งการแสดงออกของยีนและโปรตีน (p<0.01)ซึ่งมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อให้ ACEI (p<0.05)หรือ ARB (p<0.01)ในขณะที่ระดับจีทีพีไซโคลไฮโดรเลส 1 มีค่าเท่าเดิม IR ลดระดับเอนโดธีเลียลไนตริกออกไซด์ซินเธสโครงสร้างคู่ (p<0.01)แต่เพิ่มระดับเอนโดธีเลียลไนตริกออกไซด์ซินเธสโครงสร้างเดี่ยว (monomer) (p<0.01) ซึ่งระดับดังกล่าวมีค่ากลับคืนเมื่อให้ ACEI หรือ ARB (p<0.01)ระดับการแสดงออกของยีนและโปรตีนรวมของเอนโดธีเลียลไนตริกออกไซด์ซินเธส (total eNOS protein)มีค่าไม่เปลี่ยนแปลงในทุกลุ่มการทดลอง แต่ IR เพิ่มระดับการแสดงออกของยีน โปรตีนรวม และโครงสร้างเดี่ยวของอินดิวซิเบิลไนตริกออกไซด์ซินเธส (p<0.01)ซึ่งมีระดับลดลงโดย ACEI หรือ ARB (p<0.01) การศึกษาครั้งนี้แสดงข้อมูลชิ้นแรกที่บ่งว่า ภาวะที่ไตขาดเลือดไปเลี้ยงชั่วคราว โดยมีการกระตุ้นผ่านแองจิโอเทนซิน 2 นั้น ลดระดับไดไฮโดรโฟเลตรีดักเทส แต่เพิ่มอินดิวซิเบิลไนตริกออกไซด์ซินเธส ทั้งการแสดงออกของยีนและโปรตีน ภาวะ IR เพิ่มระดับโครงสร้างเดียว แต่ลดระดับโครงสร้างคู่ของเอนโดธีเลียลไนตริกออกไซด์ซินเธส การยับยั้งแองจิโอเทนซิน 2 ด้วย ACEI หรือ ARB สามารถเพิ่มระดับไดไฮโดรโฟเลตรีดักเทสและเอนโดธีเลียสไนตริกไซด์ซินเธสโครงสร้างคู่ ซึ่งในขณะเดียวกันสามารถลดระดับอินดิวซิเบิลไนตริกออกไซด์ซินเธสและไนตริกออกไซด์ซินเธสโครงสร้างเดียวที่เพิ่มสูงขึ้น พบว่า IR ไม่มีผลต่อจีทีพีไซโคลไฮโดรเลส 1 การศึกษานี้ยังบ่งชี้อีกด้วยว่า ANGII receptor type 1 แสดงบทบาทสำคัญในการควบคุมการแสดงออกของไดไฮโดรโฟเลตรีดักเทสและไนตริกออกไซด์ซินเธส

Link to Full Text

Share

COinS