흰쥐 작은창자에서 부위에 따른 carbonic anhydrase (CA)의 발현 양상을 관찰하고자 샘창자 시작부, 빈창자 시작부, 빈창자-돌창자 경계부, 돌창자 끝부를 대상으로 CAI, CAII, CAIV, CAIX 동위효소에 대한 항체를 사용하여 면역조직화학 염색을 시행하였고, 이들 조직에서 각각의 CA 동위효소 단백 발현을 Western blotting 분석을 시행하여 확인하였다.
Western blotting 분석에서 CAI은 빈창자-돌창자 경계부를 제외한 모든 부위에서 강한 발현을 보였고, CAII는 샘창자에서 가장 강한 발현을 보였다. CAIV와 CAIX는 전반적으로 약한 발현을 보였으며, CAIV의 경우는 돌창자 끝부분에서 가장 강한 발현을 보였고 CAIX은 샘창자에서 가장 강하게 발현되었다.
면역조직화학 반응에서 CAI은 혈관을 제외하고는 작은창자 전체에서 음성이었다. CAII는 일반적으로 융모상피의 핵상부 세포질에서 양성이었고 창자샘에서는 음성이었으며 샘창자에서 제일 강하게 염색되고 나머지 부위에서는 약하게 염색되었다. CAIV는 빈창자 끝 부분에서는 강한 반응을 보였으나 나머지 부위는 약한 반응을 보였다. 반응 부위는 주로 융모상피세포의 내강쪽 세포막이었다. CAIX은 작은창자 각 부위에서 융모상피세포 및 창자샘에서 모두 양성 반응을 보였으며 샘창자 점막밑샘세포에서도 강한 양성 반응을 보였다. 반응 부위는 핵상부 세포질이었다.
이상의 관찰로 작은창자 융모상피는 주로 CAII, IV, IX가, 창자샘과 샘창자 점막밑샘세포는 CAIX가 강하게 발현됨을 알 수 있었으며 CAIX는 작은창자 모든 부위에서 산-염기 균형 조절에 관여할 것임을 시사하였다.Carbonic anhydrase catalizes the reversible hydration of carbonic dioxide and participate in various biological processes. There are several isozymes and differ in their kinetic properties, tissue distribution and subcellular localization. The expression of carbonic anhydrase isozymes in digestive tract vary according to animal species and region of the tract.
The distribution of carbonic anhydrase (CA) isozymes I, II, IV and IX was investigated in various portions of the rat small intestine using Western blotting analysis and immunohistochemical staining.
Western blotting analysis of rat small intestine revealed that CAI was found to be abundantly expressed throughout the small intestine. Expression of CAII in duodenum was much higher than that in jejunum and ileum. Expression of CAIV and IX was found to be weak throughout the small intestine.
Immunohistochemical reaction revealed no staining of CAI in all parts of small intestine except blood vessels. CAII was detected at the supranuclear cytoplasm of surface epithelium, but not in intestinal gland. Staining intensity was most strong in the proximal duodenum. CAIV was detected at the apical surface of epithelial cells of villi, and showed most strong staining intensity in the terminal ileum. CAIX was detected at the surfcae epithelium, cells of intestinal gland and Brunner’s gland, and the positive reaction was confined to the supranuclear cytoplasm. CAIX differed from CAII in tissue distribution, but subcellular localization of CAIX and II were the same.
These results indicate that the surface epithelium of small intestine express CAII, IV and IX, intestinal gland and Brunner’s gland express CAIX, and suggest that CAIX may somewhat contribute the control of acid-base balance in the small intestine.