알파-리포산이 비만형 제2형 당뇨병 백서 모델의 신장 TGFβ 발현에 미치는 효과

Abstract

연구배경: 당뇨병에서 신장 내 TGFβ의 발현은 당뇨병성 신증의 발생과 진행에 매우 중요함이 알려져 있다. 알파-리포산은 당뇨병에서 인슐린 저항성을 현저하게 개선시킬 뿐 아니라 혈관내피세포 기능이상을 회복시키며 당뇨병성 혈관 합병증의 발생과 진행을 억제시킴이 보고되어 있다. 저자는 본 연구를 통하여 비만형 제2형 당뇨병 동물 모델인 Otsuka Long Evans Tokushima Fatty (OLETF) 백서에서 알파-리포산 투여 전·후 요중 단백 양과 신장 내 TGFβ 단백 발현 정도를 알아봄으로써 향후 당뇨병성 신증의 발생과 진행을 억제하기 위한 치료약물로 알파-리포산을 이용할 수 있는 가능성을 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 30주령의 OLETF 백서 수컷 30 마리를 세 군으로 나누어 대조군(10 마리)은 일반 사료를 자유롭게 섭취하도록 하였으며 알파-리포산 투여군(10 마리)은 알파-리포산(사료 무게의 0.5%)이 함유된 사료를 자유롭게 섭취하도록 하였고 먹이섭취 제한군(10 마리)은 일반 사료를 섭취하되 먹이 섭취량이 알파-리포산 투여군과 일치하도록 제한하였다. 5주의 알파-리포산 투여기간 동안 metabolic chamber에서 OLETF 백서의 먹이 섭취량과 체중을 측정하였으며 알파-리포산 투여 전·후 혈당과 요중 단백 양을 측정하였다. 35주째 실험 종료 후 신장을 적출하여 Western blot법으로 TGFβ 단백 발현 정도를 측정하였다. 결과: 알파-리포산 투여군의 먹이 섭취량은 대조군과 비교하여 유의하게 감소되었으며 (알파-리포산 투여군: 22.4 ± 1.4 g, 대조군: 27.7 ± 1.1 g, p < 0.001) 혈당과 체중 역시 대조군 및 먹이섭취 제한군과 비교하여 유의하게 감소되었다(혈당, 알파-리포산 투여군: 130.7 ± 4.8 mg/dL, 대조군: 157.7 ± 4.6 mg/dL, 먹이섭취 제한군: 153.7 ± 3.3 mg/dL, p < 0.001; 체중, 알파-리포산 투여군: 600.4 ± 7.4 g, 대조군: 694.4 ± 10.3 g, 먹이섭취 제한군: 685.4 ± 11.6 g, p < 0.001). 알파-리포산 투여군의 요중 단백 양과 TGFβ 단백 발현은 대조군 및 먹이섭취 제한군과 비교하여 유의하게 감소되었으며 (요중 단백 양, 알파-리포산 투여군: 51.9 ± 4.3 mg/day, 대조군: 71.9 ± 3.6 mg/day, 먹이섭취 제한군: 71.1 ± 4.8 mg/day, p < 0.001; TGFβ 단백 발현, 알파-리포산 투여군: 4.14 ± 0.26, 대조군: 7.09 ± 0.17, 먹이섭취 제한군: 7.00 ± 0.29, p < 0.001) 대조군, 알파-리포산 투여군, 먹이섭취 제한군에서 요중 단백 양과 TGFβ 단백 발현은 모두 유의한 양의 상관관계가 있었다(대조군, p = 0.002, r = 0.847; 알파-리포산 투여군, p < 0.001, r = 0.891; 먹이섭취 제한군, p = 0.001, r = 0.884). 결론: 비만형 제2형 당뇨병 동물 모델인 OLETF 백서에서 알파-리포산 투여는 먹이 섭취량, 체중, 혈당과 함께 요중 단백 양과 신장 내 TGFβ 단백 발현을 유의하게 감소시켰다. 향후 이러한 알파-리포산의 당뇨병성 신증 억제 효과가 당뇨병 환자에서도 나타나는지 연구되어야 할 것으로 생각된다.; Background: It is well known that renal TGFβ expression is related to the development of diabetic nephropathy. Alpha-lipoic acid (ALA), a potent antioxidant and cofactor of mitochondrial respiratory enzymes, can improve the insulin resistance and the vascular endothelial dysfunction, and suppresses the development of diabetic vascular complications. This study was undertaken to investigate whether alpha-lipoic acid could reduce urinary protein excretion and renal TGFβ expression in obese type 2 diabetes mellitus animal model, Otsuka Long Evans Tokushima Fatty (OLETF) rat. Materials and Methods: Obese 30 male OLETF rats were randomly divided to 3 groups at the age of 30 weeks. The rats in the control group fed normal rat chow while the rats in the ALA group were fed with rat chow containing ALA (0.5% of food weight). Ten rats in the pair-fed group were fed with normal rat chow, but were given the same amount of food as consumed by the ALA group. During 5 weeks of ALA feeding, food intake and body weight were checked in metabolic chamber. Blood glucose levels and urinary protein excretion were measured at 30 weeks and 35 weeks of age, and renal TGFβ expression was measured by Western blot. Results: Food intake was significantly decreased in the ALA group than the control group (control group: 27.7 ± 1.1 g, p < 0.001, ALA group: 22.4 ± 1.4 g). Body weight and blood glucose levels were significantly decreased in the ALA group than the control and pair-fed groups (body weight, control group: 694.4 ± 10.3 g, ALA group: 600.4 ± 7.4 g, pair-fed group: 685.4 ± 11.6 g, p < 0.001; blood glucose, control group: 157.7 ± 4.6 mg/dL, ALA group: 130.7 ± 4.8 mg/dL, pair-fed group: 153.7 ± 3.3 mg/dL, p < 0.001). Urinary protein excretion and renal TGFβ expression were significantly decreased in the ALA group than the control and pair-fed groups (urinary protein excretion, control group: 71.9 ± 3.6 mg/day, ALA group: 51.9 ± 4.3 mg/day, pair-fed group: 71.1 ± 4.8 mg/day, p < 0.001, renal TGFβ expression, control group: 7.09 ± 0.17, ALA group: 4.14 ± 0.26, pair-fed group: 7.00 ± 0.29, p < 0.001). In the ALA group at 35 weeks of age, urinary protein excretion and renal TGFβ expression were positively related in control, ALA and pair-fed groups(control group, p = 0.002, r = 0.847; ALA group, p < 0.001, r = 0.891; pair-fed group, p = 0.001, r = 0.884). Conclusion: These results suggest that ALA reduces food intake, body weight, blood glucose, urinary protein excretion and renal TGFβ expression in obese type 2 diabetic rat model. The effect of ALA on diabetic nephropathy presented as proteinuria and renal TGFβ expression in diabetic patients needs to be further clarified.