Effects of Bisphosphonate on the Expression of Matrix Enzymes during Endochondral Ossification

Hong-Il Yoo(유홍일),Se-Young Jung(정세영),Sun-Hun Kim(김선헌) 대한체질인류학회 2015 대한체질인류학회지 Vol.28 No.3

최근 bisphosphonate는 연골 흡수를 방지함으로써 연골을 보호하는 작용을 갖는 것으로 보고되고 있으나 그 기전은 아직 밝혀지지 않았다. 본 연구는 bisphosphonate가 기질단백질분해효소의 작용을 조절하여 뼈 형성 시 연골 흡수를 저해할 것으로 가정하고, 그 기전을 밝히고자 시도되었다. 2세대 약물인 alendronate (1 mg/kg)를 출생 1일 흰쥐에 매일 주사한 후 4, 7, 10일 후에 희생하였다. 이후 조직 계측학적 방법을 통해 정강뼈 뼈끝연골판의 두께 변화를 관찰하고, 면역형광염색과 RT-PCR을 이용하여 MMPs, TIMPs 그리고 EMMPRIN의 발현 변화를 살펴보았다. 세포증식실험에서 alendronate는 10<SUP>-3</SUP> M에서만 세포증식을 저해하였다. 연골세포에서 alendronate 처리 후 TIMP-1은 크게 증가하였고, TIMP-2는 변화가 없었으며, TIMP-3과 MMP-1, MMP-9, EMMPRIN의 발현은 감소하였다. Alendronate 투여 후 7일째 흰쥐의 뼈끝연골 비대연골세포대의 두께는 유의하게 증가하였으나 (p<0.01), 증식 연골세포대의 두께는 유의한 차이가 없었다. 생후 10일째 흰쥐의 면역형광염색에서 MMP-9와 TIMP-1, -2, -3의 발현은 주로 증식연골세포대와 이차뼈되기중심에서 강하게 관찰되었다. 반면 alendronate 투여군에서는 대조군에 비해 MMP-9와 TIMP-2, -3 발현은 감소되었으나 TIMP-1 발현은 증가하였다. 이상의 결과는 alendronate가 MMP-1과 MMP-9의 발현을 억제하고 TIMP-1의 발현을 촉진함으로써 연골속뼈 발생 동안 연골기질 흡수를 억제함을 시사하였다. Bisphosphonates have been reported to have chondroprotective activities in addition to its original functions. However, mechanisms for these just began to be elucidated. Under the hypothesis that bisphosphonates may regulate expression and activities of matrix enzymes during degradation of cartilage for bone formation, we administrated an alendronate (1 mg/kg) to newborn rats subcutaneously once a day for 4, 7, and 10 days. To identify the effects of alendronate on cartilage, thickness of cartilage layer was measured by histomorphometry on the proximal epiphysis of tibia. Immunofluorescence staining and RT-PCR were performed to investigate the expressions of matrix enzymes in both in vitro and in vivo. MTS assay revealed that at 10<SUP>-3</SUP> M in concentration, alendronate significantly reduced viability of chondrocytes. The mRNA expressions of MMP-1, MMP-9, EMMPRIN, and TIMP-3 in primary chondrocytes were decreased by the alendronate treatment. Interestingly, TIMP-1 mRNA expression was significantly increased, whereas a constitutive form, TIMP-2 was relatively unchanged by the treatment. The thickness of proliferating layer at postnatal day 7 was not significantly different, whereas thickness of hypertrophied layer was significantly thicker in the alendronate group than in the control (p<0.01). Immunofluorescence demonstrated that the expressions of MMP-9, TIMP-2 and -3 were reduced, whereas TIMP-1 expression was increased by the alendronate administration. These results suggest that the alendronate have chondroprotective properties by down-regulation of MMPs and up-regulation of TIMPs during endochondral ossification.

Occlusal Surface Analysis of Mandibular Premolars in Koreans

Hong-Il Yoo(유홍일),Ha-Yeon Park(박하연),Sun-Hun Kim(김선헌) 대한체질인류학회 2015 해부·생물인류학 (Anat Biol Anthropol) Vol.28 No.3

본 연구의 목적은 한국인 아래턱 첫째 및 둘째작은어금니와 관련된 크기와 형태에 있어서 차이를 살펴보고 남녀간 차이점을 알아보기 위함이다. 조사 대상은 전남대학교 치의학전문대학원에 재학 중인 총 66명 (남자 33명, 여자 33명)의 치아모형을 제작하였다. 아래턱 첫째 및 둘째작은어금니의 교두사이거리, 볼쪽-혀쪽너비, 안쪽-먼쪽너비, 총교두면적, 교두개별면적, 교두면적비율, 혀쪽교두 존재유무, 중심고랑의 형태, 그리고 안쪽혀쪽발달고랑의 존재유무를 조사하였다. 남녀 간의 성별차이 및 치아 간의 차이와 상관관계에 대해 알아보기 위해 paired t-tests, independent t-tests를 사용하였다. 조사 결과 아래턱둘째작은어금니가 첫째작은어금니에 비해 대부분의 측정값이 더 큰 것으로 나타났으며 안쪽-먼쪽너비 (p=0.223)을 제외한 나머지 값들에서 통계적 유의성을 보였다. 남녀 간의 비교에서 모든 평균치 측정값은 남자가 여자보다 크게 나타났고 교두사이거리 (p=0.607)와 혀쪽교두면적 (p=0.070)을 제외하고는 통계적으로 유의하였다. 또한 아래턱 첫째작은어금니의 특징인 안쪽혀쪽고랑은 전체의 59.1% (남자 51.5%, 여자 66.7%)에서 존재하였으며, 둘째작은어금니에서 교합면 고랑 형태의 비율은 Y형이 가장 많았고 그 다음으로 H형과 U형 순으로 조사되었다. 이상의 결과는 한국인 아래턱작은어금니의 비교치아형태학 자료를 제공한다. The aim of this study was to investigate the characteristics of mandibular premolars regarding size and morphology in Koreans. Moreover, comparisons of gender difference in mandibular premolars were examined to expand anatomical database in Koreans. Data was obtained from students in School of Dentistry, Chonnam National University, Gwangju, Korea. The total number of participants was 66 (33 men and 33 women) and dental casts were fabricated. A total of nine items was investigated using a digital measuring software. Five measurements were performed including intercuspal distance (ID), buccolingual diameter (BL), mesiodistal diameter (MD), total crown area, and each cusp area. One item as each cusp area ratio was calculated, and three items were observed including the number of lingual cusp, occlusal groove patterns, and mesiolingual developmental groove. Comparison measurements were analyzed using paired t-tests, independent t-tests and Pearson correlation tests. Average values in mandibular second premolars were larger than first premolars in most of measurements with a significance with the exception of mesiodistal diameter (p=0.223). Overall average values were significantly higher in male than in female except intercuspal distance (p=0.607) and lingual cusp area (p=0.070) in mandibular premolars. The presence of mesiolingual developmental grooves in the first premolars was 59.1% (male 51.5%, female 66.7%). The most common occlusal groove patterns of the second premolar were a Y pattern, followed in order by H and U patterns. These results provide valuable morphological characteristics of mandibular premolars in Koreans.

Variations in the Cusps of Mandibular Molars in Koreans

Hong-Il Yoo(유홍일),Ji-Hye Kim(김지혜),Sun-Hun Kim(김선헌) 대한체질인류학회 2014 해부·생물인류학 (Anat Biol Anthropol) Vol.27 No.3

본 연구 목적은 한국인 아래턱큰어금니 hypoconulid와 관련된 각 교두의 크기 및 형태적 특징 및 성별차이와 아래턱큰어금니 사이의 크기 및 형태 차이를 알아보기 위함이다. 조사 대상은 전남대학교 치의학전문대학원 남학생 78명, 여학생 32명이었으며, 평균연령은 30세였다. 대상자의 치아모형을 제작하여 아래턱첫째 및 둘째큰어금니의 최대 안쪽-먼쪽너비, 볼쪽-혀쪽너비, 5개 교두(protoconid, metaconid, hypoconid, entoconid, hypoconulid)의 개별면적, 총교두면적, 교합상면적을 측정하였다. 성별 차이와 아래턱첫째 및 둘째큰어금니 간의 차이 및 상관성에 관해서는 paired t-test를 사용하여 분석하였다. 남녀 모두 아래턱큰어금니의 안쪽-먼쪽너비, 볼쪽-혀쪽너비, 총교두면적, 교합상면적 측정값은 첫째큰어금니가 둘째큰어금니보다 크게 나타났다. 아래턱첫째 및 둘째큰어금니 모두 protoconid 면적이 가장 크게 나타났고, hypoconulid 면적이 가장 작게 나타났다. 아래턱큰어금니 5개 교두 중 크기 및 형태 변이가 가장 큰 것은 hypoconulid였으며, hypoconulid 발현빈도는 아래턱첫째큰어금니가 둘째큰어금니보다 더 높았다. 모든 측정값은 남자가 여자보다 더 크게 나타났으며, 아래턱첫째큰어금니 entoconid (p=0.06)와 둘째큰어금니 hypoconulid (p=0.24)면적을 제외한 나머지 측정값들은 모두 남녀간의 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 한국인은 남녀 모두 다른 인종에 비해 전반적인 치아 크기(너비, 면적)가 작은 것으로 나타났으며, 남자 치아 크기가 여자보다 큰 것으로 나타났다. 또한 늦게 발생이 일어나는 치아일수록 치아크기는 작고 변이는 더 큰 경향을 나타내었으며, 제일 늦게 발생하는 hypoconulid 변이 정도가 제일 크게 나타났다. 이상의 결과는 한국인 아래턱큰어금니의 비교치아 형태학 자료를 제공한다. This study aimed to investigate the cusp size and morphological characteristics of permanent mandibular molars in Koreans with reference to the hypoconulid, and to analyze the differences and correlations between both sexes as well as between first and second mandibular molars. We obtained data from dental casts of 110 adults (78 males and 32 females). Mesiodistal and buccolingual diameters of first and second mandibular molars, the area of five cusps (protoconid, metaconid, hypoconid, entoconid, and hypoconulid), as well as the total cusp area and occlusal table area were measured. Paired t-test was performed to analyze the morphological differences between first and second mandibular molars and the sex differences between both sexes using SPSS program. Crown diameters and cusp areas of mandibular first molars were larger than those of mandibular second molars in both sexes. The hypoconulid was the most variable in size and morphological pattern among the five cusps, and the first molars showed a higher incidence of hypoconulid than the second molars. Except for the entoconid area of the first molar (p=0.06) and the hypoconulid area of the second molar (p=0.24), all other mean values were larger in males than in females, demonstrating a significant sexual dimorphism. These data suggest that the teeth which develop late in ontogeny tend to be smaller in size and more variable in morphological characteristics.