Changes of Serum Nitric Oxide Levels and Endothelial Nitric Oxide Synthase Gene Expression in Monocrotaline-Induced Pulmonary Hypertension in Rats

Abstract

폐동맥고혈압은 폐혈관저항의 증가를 일으켜 우심실 부전과 사망을 초래하는 질환이다. 산화질소(NO) 와 endothelin-1 모두 내피 의존적인 주요한 혈관 매개 인자로 알려져 있다. NO는 강력한 내인자적 혈관 확장제이자 혈관 성장 억제자이다. NO의 합성은 endothelial NO synthases (eNOS) 에 의해 촉매되지만 eNOS의 발현과 심실비대와의 연관성에 대해서는 아직 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 monocrotaline으로 유발한 폐고혈압 백서 모델에서 혈청 NO 농도, MMP-2 농도를 측정하였고, 폐에서 eNOS 유전자 발현을 알아보고자 하였다. 체중 200-250 g인 출생 4주의 Sprague-Dawley 백서 43마리를 다음과 같이 처치하였다: 대조군 (n=24), 생리식염수 피하주사 (0.1 mL/kg); MCT군 (n=19), MCT 피하주사. 대조군과 실험군은 모두 처치후 1, 14, 28, 42일째 도살되었다. 평균 체중은 MCT군에서 대조군에 비해 유의하게 감소하였다. 우심실/좌심실+심실간벽 무게의 비는 제 14, 28, 42일에 대조군에 비해 MCT군에서 유의하게 증가하였다. 제 28일에 MCT군에서 eNOS mRNA의 발현이 대조군에 비해 유의하게 증가하였다. MCT군에서 제 14, 28일에 혈청 NO 농도가 증가하였으나 이는 통계학적으로 유의하지 않았다. 혈청 MMP 농도는 제 28일과 제42일에 MCT군에서 대조군에 비해 유의하게 증가였다. 결론적으로, MCT군에서 우심실비대와 폐동맥 고혈압이 발생하였다. MCT로 유발한 백서의 폐고혈압에서 eNOS mRNA 발현은 증가되었으나 혈청 NO 농도에는 변화가 없었다. 혈청 MMP-2의 농도는 MCT군에서 유의하게 증가하였다. MCT로 유발한 백서의 폐고혈압에서 eNOS mRNA의 발현과 혈청 NO 농도 변화에 관한 더 장기적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.;Pulmonary hypertension is a group of diseases resulting in increased pulmonary vascular resistance, eventually leading to right ventricular (RV) failure and death. Both nitric oxide (NO) and endothelin-1 have been identified as a major endothelium dependent vasomediator. NO is a potent, endogenous vasodilator and growth inhibitor. Although the synthesis of NO if catalysed by NO synthases, whether the expression of endothelial nitric oxide synthase (eNOS) is altered in association with ventricular hypertrophy has not been explored. The purposes of this study were to determine serum NO level and the gene expression of eNOS from the lung in rats with monocrotaline (MCT)-induced pulmonary hypertension. Four-week-old male Sprague-Dawley rats, weighing between 200-250 g, were treated as follows: control group (n=24), sc injection of normal saline (0.1 mL/kg); MCT group (n=19), sc injection of MCT; The rats were sacrified after 1, 14, 28, and 42 days. The mean body weight significantly decreased in the MCT group compared with the control group. The RV/(left ventricle + septum) ratio significantly increased in the MCT group compared with the control group on day 14, day 28 and day 42. The expression of eNOS mRNA was significantly increased in the MCT group on day 28 compared with the control group (0.72 ± 0.07 versus 0.67 ± 0.11, P <0.05) but serum NO level did not show significant change. The serum matrix metalloproteinase (MMP)-2 level was significantly increased in the MCT group than the control group on day 28 (254.21 ± 36.27 ng/mL versus 198.37 ± 10.57 ng/mL, P<0.05) and day 42 (256.61 ± 62.47 ng/mL versus 181.08 ± 13.77 ng/mL, P<0.05). In conclusion, MCT treated rats developed pulmonary arterial hypertension and RV hypertrophy. The eNOS mRNA expression was upregulated but serum NO level was not significantly changed in rats with pulmonary hypertension. Serum MMP-2 level was significantly increased in the MCT-treated rats. Further studies are needed to investigate on the changes of serum NO levels and eNOS gene expression in a chronic MCT-induced pulmonary hypertension model.