위 수축반응에서 Epac2 단백질의 역할

Abstract

구아닌 뉴클레오타이드 교환 인자인 exchange nucleotide protein directly ativated by cyclic adenosine monophosphate(Epac) 단백질은 protein kinase A 비의존성의 새로운 cAMP 센서로서 칼슘 조절, 인슐린 분비, 이온채널 활성 그리고 세포성장 및 분화 등의 다양한 생리적 기전에 관여하는 것으로 알려져 있다. 특히, Epac2 단백질은 내분비기관과 뇌에 분포하는 것으로 알려져 있지만, 위장관에서 Epac2의 발현 및 역할에 대해서는 알려져 있지 않다. 이에 저자는 정상 생쥐의 위장관에서 Epac2의 발현을 확인하고, 정상 생쥐와 Epac2 제거(knockout, k/o) 생쥐의 위 운동성의 변화를 비교하여 위 수축운동에서 Epac2 단백질의 생리적 중요성을 규명해 보고자 하였다. 정상 생쥐의 위 전정부와 대장에서 Epac2의 발현을 확인할 수 있었다. 정상군에 비해 Epac2 k/o군에서 위 전정부의 자발적인 수축력이 유의하게 저하되어 있었지만 카할간질세포 연결망의 발현양에는 차이가 없었다. 아세틸콜린 수용체 효현제인 carbachol에 의한 수축력과 전장자극에 대한 콜린성 반동수축은 정상군에 비해 Epac2 k/o군의 위 전정부에서 유의하게 저하되어 있었지만 무스카린 수용체의 발현양에는 차이가 없었다. 이를 통해 위 수축운동에 Epac2 단백질이 생리학적으로 중요한 역할을 담당할 것으로 생각이 되며, 나아가 유전적, 환경적 여러 요인들에 의한 Epac2 단백질의 발현 변화가 위장장애나 소화불량 등의 위장관 운동성 질환과 관련이 있을 수 있다고 생각된다.

Exchange nucleotide protein directly activated by cyclic adenosine monophosphate (Epac) proteins regulates a wide variety of intracellular processes in response to second messenger cyclic adenosine monophosphate. Epac proteins regulate several pivotal cellular processes, including calcium handling, insulin secretion, ion channel conductance and cell growth and differentiation. Two isoforms of Epac, Epac1 and Epac2, have been identified. In particular, Epac2 mRNA is predominantly expressed in the brain and endocrine tissues. However, the role of Epac2 in gastric contractility are still unknown. This study investigated the expression levels of Epac2 in the gastrointestinal tract and the role of Epac2 in gastric contractility. To investigate the role of Epac2 in motility, Epac2 knockout (k/o) mice were employed. In the gastric antrum and colon, Epac2 mRNA was well expressed. The spontaneous contractility and the contractile response to carbachol treatment were decreased in the antrum of Epac2 k/o mice compared with wild-type mice. There were no differences in the expression levels of interstitial cell of cajal network and muscarinic receptors between Eapc2 k/o and wild-type mice. Taken together, these results suggest that Epac2 may play an important role in gastric contractility and thus be involved in the motility disorders of the gastrointestinal tract.