적혈구생성인자 카르바모일화에 대한 아미노산과 알부민의 효과

Abstract

말기신부전 환자에서 동반되는 빈혈은 시안산에 의한 적혈구생성인자의 활성 저하가 그 원인중의 하나로 알려져 있다. 이에 각종 아미노산, 단백질 특히 알부민을 사용하여, 시안산에 의한 적혈구생성인자에 대한 활성 억제를 방지할 수 있는 가장 효과적인 물질을 검색하고자 본 연구를 수행하였다. 적혈구생성인자와 시안산 혼합액에 20 종의 아미노산 혹은 알부민, 혈색소, globulin을 각각 첨가하여 반응시킨 후 카르바모일화로 인한 적혈구생성인자의 변형을 Western blot으로 확인하였다. 이러한 Western blot을 통한 확인결과를 바탕으로 적혈구생성인자에 대해 자유 아미노기 보존 효과가 높은 아미노산인 Phe, Val, Trp, Thr 및 Lys과 알부민을 적혈구생성인자 및 시안산 혼합액에 첨가하여 6 시간 동안 37 ℃에서 배양한 후 흰쥐에게 주사하여 적혈구생성인자의 활성을 혈색소 양, 적혈구 용적률, 적혈구 수를 통해 검정하였다. 시안산의 농도가 증가하면서 또한 시안산과의 배양시간이 증가함에 따라 적혈구생성인자의 자유 아미노기가 감소하였다. 20 종의 아미노산 중 Phe, Val, Trp, Thr, Lys 그리고 단백질 중에서는 알부민을 첨가하였을 경우에 시안산에 의한 적혈구생성인자의 변형을 막아 주었다. 적혈구생성인자를 혼합하여 흰쥐에게 주입하면 혈색소, 적혈구 용적률, 적혈구 수의 증가를 나타내었으나, 시안산과 적혈구생성인자를 혼합하여 흰쥐에게 주입하면 혈색소, 적혈구 용적률, 적혈수의 증가가 나타나지 않았다. 적혈구생성인자와 시안산 혼합물에 Phe, Val, Trp, Thr, Lys 및 알부민을 각각 첨가 하였을 경우 알부민과 Lys이 시안산에 의한 적혈구생성인자 활성의 감소를 방지하여 혈색소, 적혈구 용적률, 적혈구 수의 증가를 나타내었다. 이상의 결과로 보아 염기성 아미노산인 Lys과 알부민의 적절한 보충은 적혈구생성인자 활성의 감소를 방지하여 신부전 환자의 빈혈 방지에 일조를 할 수 있을 것으로 생각된다. Patients with chronic renal failure have a hematological complication such as anemia. The anemia in these patients is resulted from inadequate production of erythropoietin in kidney and decreased activity of the erythropoietin. The decreased activity of the erythropoietin is caused the presence of inhibitors for erythropoietin in the plasma of the patients. Recent studies revealed that cyanate, a potential uremic toxin formed spontaneously from urea increases as renal function decreased, is an inhibitor of erythropoietin. Erythropoietin lose its biologic activity by cyanate which is negatively charged. In this study, the protective effects of amino acids which have positively charged amino groups and albumin which binds several toxins were studied. The degree of the erythropoietin structure by cyanate was measured by trinitrobenzenesulphonate reaction and Western blot. The loss of the biological activity of the erythropoietin by cyanate was measured by the injection of the erythropoietin to the rats. The free groups in erythropoietin were decreased under the cyanate with time-dependent and concentration-dependent manner. Phenylalanine, valine, tryptophan, threonine, and lysine among the 20 amino acids prevented the structural modification of the erythropoietin by cyanate under the Western blot analysis. And albumin among the three proteins prevented the structural modification. Lysine and albumin prevented the loss of the biological activity in rats. The results of this study suggest that lysine and albumin may play a protective role against anemia in patients with chronic renal failure.