AQP4는 뇌내 삼투평형과 체액평형의 장애, hyperglycemia, uremia 혹은 postischemic swelling과 같은 병적상황에 미치는 역할과 질병의 병태 생리를 이해하고 치료제 개발을 위한 기반을 확립하기 위해 in vitro phosphorylation study, site-directed mutagenesis 등을 이용하여 AQP4 water channel의 조절기전을 조사하고 있으며, 이를 통해 \( \mathrm { Ca } ^ { 2 + } / \) calmodulin dependent protein kinase와 protein kinase C가 AQP4 water channel의 직접적인 인산화를 통해 수분 투과도에 영향을 미침을 확인하였다.
<p>AQP4 water channel의 기능과 그 조절기전을 밝히는 것은 hyperglycemia, uremia 혹은 postischemic swelling과 같은 병적상황에서 초래될 수 있는 뇌내 삼투평형 및 체액평형의 장애에 있어서 \AQP4의 역할과 질병의 병태 생리를 이해하고 치료제 개발을 위한 기반을 확립하는데 기여할 것이다. 차후 연구를 통해 in vitro phosphorylation study등으로 \( \mathrm { Ca } ^ { 2 + } / \) calmodulin dependent protein kinase와 protein kinase C가 AQP4 water channel의 직접적인 인산화를 통해 수분 투과도에 영향을 미치는지를 확인하고, site-directed mutagenesis 등을 이용하여 AQP4의 loop B와 loop D의 multiple consensus sequence 중 어떤 위치의 serine/threonine residue가 인산화되어 AQP4 water channel의 활성을 조절하는지를 조사해야 할 것이다.</p> <h1>요 약</h1> <p>AQP4는 water channel family의 일종으로 주로 뇌에 고농도로 존재하여 신경계 내의 삼투평형 뿐만 아니라 신체 전체의 수분대사 조절에 기여할 것으로 추측된다. AQP4 cDNA sequence와 그에 따른 아미노산 및 단백질 구조는 이미 밝혀져 있으나, AQP4 water channel의 조절기전에 대하여서는 아직 모르고 있다.</p> <p>본 연구에서는 AQP4 cRNA를 개구리 난자에 주입하여 발현시킨 후 videomicroscope를 이용하여 인산화가 AQP4를 통한 수분투과도에 미치는 효과를 관찰하였다. 실험 결과 AQP4 water channel을 통한 수분투과도는 protein kinase A에 의해서는 영향을 받지 않았으나, BAPTA 처리로 세포내 \( \mathrm { Ca } ^ { 2 + } \) 을 고갈시키거나 \( \mathrm { Ca } ^ { 2 + } / \) calmodulin dependent protein kinase의 억제제인 calmidazolium에 의해서 수분 투과도가 억제되었으며, 이 억제 효과는 비특이적 phosphatase 억제제인 calyculin A에 의해 상쇄되었다. Protein kinase C를 활성화시키는 PMA는 복합적인 양상으로 수분 투과도에 영향을 미쳤는데 \( 100 \mathrm { nM } \) 농도에서 \( 21 \% \) 의 수분투과도 증가를 보였으며, \( 1 \mu \mathrm { M } \) 에서는 오히려 \( 35 \% \) 감소하였으며, 이러한 효과는 staurosporine에 의해 소실되었다.</p> <p>이러한 결과는 AQP4 water channel의 활성을 통한 수분투과도는 \( \mathrm { Ca } ^ { 2 + } / \) calmodulin dependent protein kinase 및 protein kinase C에 의한 인산화에 의해 조절됨을 시사한다.</p>