Interferon-γ가 치주인대세포의 Collagen 및 Fibronectin의 합성과 Alkaline Phosphatase 활성에 미치는 영향

김광석(Gwang-Seok Kim),성재현(Jae-Hyun Sung),최제용(Je-Yong Choi),류현모(Hyun-Mo Ryou) 대한치과교정학회 1993 대한치과교정학회지 Vol.23 No.2

Interferon-γ has been suggested as a cytokine of connective tissue stabilizer. In addition, it has also been demonstrated that this cytokine inhibited bone remodeling activities of the bone derived cells. In order to illuminate the effects of this cytokine in orthodontic force induced bone remodeling, it was administered to primary cultured periodontal ligament cells which have been known to have some osteoblast like characteristics. Interferon-γ slightly decreased [^³H]thymidine incorporation rate without a significant change in the total cellular DNA content up to 1000 U/ml, which meant these doses were not cytotoxic to the cell. Total protein synthesis was not influenced by various concentration of interferon-γ whether it was determined by the [^³H]proline incorporation rate or by the Lowry smethod. The effect of interferon-γ on the individual protein was, however, differential, ie, it increased [^³H]proline incorporation into the noncollagenous protein marginally, while it decreased [^³H]proline incorporation into the collagen, so that it caused dose-dependent suppression of the relative collagen synthesis. On the contrary, the fibronectin synthesis determined by the ELISA was increased by 1000 U/ml of interferon-γ. The differential effects of the interferon-γ on the collagen and fibronectin synthesis exhibited not only their protein level but also the steady state mRNA level. Interferon-γ decreased steady state level of α1(I) procollagen mRNA significantly, while showing no significant changes in the fibronectin mRNA level. In addition to this, it was also found that indomethacin did not affect on the interferon-γ induced collagen decrease in this cell, which meant prostaglandins were not involved in the process of interferon-γ induced collagen decrease. So it can be concluded that the incubation of periodontal ligament cells with 1000 U/ml of interferon-γ for 24 hr showed differential effects on the type I collagen and fibronectin gene expression. The decrease in relative collagen synthesis in the protein level was related with decrease in the steady state level of mRNA, while the increase in the fibronectin synthesis in the protein level was not correlated with the mRNA level.

mRNA Expression of Cytokines and Release of Metalloproteinases around Loose Cemented Total Hip Arthroplasty

Shin-Yoon Kim(김신윤),Hee-Soo Kyung(경희수),Hong-In Shin(신홍인),Jae-Yong Choi(최제용),Moon-Kyu Kim(김문규),Jung-Chul Kim(김정철) 대한정형외과학회 1998 대한정형외과학회지 Vol.33 No.6

전방십자인대 재건술 후 관절액의 Cytokines의 변화

경희수 ( Hee Soo Kyung ),김신윤 ( Shin Yoon Kim ),오창욱 ( Chang Wug Oh ),김희수 ( Hee Soo Kim ),최제용 ( Jae Yong Choi ),노정호 ( Jung Ho Noh ),박성기 ( Seung Ki Park ) 대한스포츠의학회 2006 대한스포츠의학회지 Vol.24 No.2

치주인대 세포의 교원질 생성에 대한 Substance P의 효과

전준영,최제용,경희문,성재현 대한치과교정학회 1996 대한치과교정학회지 Vol.26 No.1

Substance P는 교정력이 가해진 치아의 치주인대 중 인장력을 받는 부위에 많이 분포하는 neuropeptide 중의 하나이며, 또한 여러 조직에서 neurogenic inflammation을 야기하는 neuropeptide 중의 하나로도 알려져 있다. 그러나 중요한 세포의 단백기질인 교원질의 생성에 대한 Substance P의 효과는 잘 알려져 있지 않다. 따라서 이 연구의 목적은 배양 치주인대 세포에서 교원질 생성에 대한 Substance P의 효과를 평가하는 것이었다. collagenase-digestion method로 교원질 생성을 평가하였고 mRNA 수준에서 작용효과를 평가하기 위하여 Northern blot hybridization을 시행하였다. 이 연구는 또한 교원질 생성에 대한 prostaglandin과 gelatinase 생성도 포함하였으며 변성된 교원질의 분해를 평가하기 위하여 Zymography를 이용하였다. 비교원성 단백질, 교원성 단백질, 상대교원질에 대한 dose-dependent effect를 보면 Substance P는 비교원성 단백질 합성을 증가시켰으나 교원성 단백질 합성은 감소시켰다. 그리하여 총 단백합성에 대한 상대적인 교원질 생성을 나타내는 상대교원질은 7%에서 3.6%로 감소시켰다. 세포를 indomethacin과 동시에 처리할 때 substance P의 교원질 합성 억제효과는 나타나지 않았다. 이것은 Substance P의 교원질 합성 억제효과가 prostaglandin의 생성 때문이라는 것을 의미한다. Substance P의 교원질 합성 억제효과가 procollagen mRNA의 정상(steady-state)수준에 부합하는가를 평가하기 위하여 northern blot hybridization을 시행한 결과 Substance P는 α1(1) procollagen mRNA의 양적 변동을 일으키지 않았다. Substance P의 교원질 생성 억제효과는 전사이후의 어떤 단계에서 이루어지는 현상임을 나타낸다. 치주인대세포에서 gelatinase 생성에 대한 Substance P의 효과를 알아보기 위하여 zymography를 이용하였다. zymogram을 보면 Substance P는 치주인대세포에서 gelatinase 생성에는 아무 효과도 나타내지 않음을 알 수 있다. Substance P의 교원질 생성 억제효과가 치주인대세포에 대해 선택적인가 아닌가를 알아보기 위하여 MC3T3-E1세포를 이용하였는데 Substance P는 MC3T3-E1세포의 교원질 합성에는 영향을 미치지 않았다. 이상에서 Substance P는 인간의 치주인대세포에서 교원질 합성을 억제하였다. 이 효과는 procollagen mRNA와 gelatinase 생성의 정상(steady-state) 수준의 변화 때문이 아니라 prostaglandin 생성과 연관이 있음을 알았다. Substance P is one of the neuropeptide which presents highly in tension site of periodontal ligament during the orthodontic tooth movement. It has been also known as one of the neuropeptides which cause neurogenic inflammation in various tissues and organs. However, there is no report about the effect of substance P on major extracellualar matrix protein, collagen production. The purpose of this study was to evaluate the collagen production by substance P in human periodontal ligament cell, The collagenase-digestion method was used to evaluate collagen production and also used Northern blot hybridization for the evaluation of collagen mRNA level. This study also included in terms of prostanglandins and gelatinase production with respect to collagen production. For the collagen degradation, zymography was used to estimate denatured collagen degradation. Dose-dependent effect of substance P on noncollagen protein, collagen, and percent collagen was that substance P increased noncollagen protein synthesis, but decreased collagen systnisis. So the percent collagen, which determined by relative collagen production against total protein production, was decreased from 7% to 3.6%. This inhibitory effect of substance P on collagen production was disappeared when cells were treated concomitantly with indomethacin. It means that substance P-induced inhibitory effect on collagen production was due at least in part to the production of prostaglandins. To evaluate whether substance P-induced inhibitory effect on collagen production is correspond to the steady-state levels of procollagen mRNA, Northern blot hybridizartion was performed and it showed that substance P has no effect on the steady-state level of α1(1) procollagen mRNA. It means that the inhibitory effect of substance P on collagen production was due to the change of a certain mechanism after posttranscription. In this context, gelatinase production by substance P in periodontal ligament cells was evaluated by zymography. Zymogram showed that substance P has no effect on gelatinase production in periodontal ligament cells. To explore wheter substance P-induced inhibitory effect on collagen production is selevtive in periodontal ligament cells or not, MC3T3-31 cells which originated from mouse calvaria was used. It showed that substance P has no effect on collagen production in MCDTD-E1 cells. Taken together, substance P inhibits collagen production in human periodontal ligament cells. This effect was not due to the change of the steady-state level of procollagen mRNA and gelatinase production, but due at least in part to the change of prostaglandins production.

mRNA Expression of Cytokines and Release of Metalloproteinases around Loose Cemented Total Hip Arthroplasty

Kim Shin-Yoon,Kyung Hee-Soo,Shin, Hong-In,Choi, Jae-Yong,Kim, Moon-Kyu,Kim, Jung-Chul 경북대학교 의학연구소 1999 경북대학교병원의학연구소논문집 Vol.3 No.1

인공고관절 전치환술후 무균성 해리조직에서 Cytokine의 mRNA 발현과 Metalloproteinase의 생성 인공관절 전치환술후 장기간 수명을 결정하는 가장 중요한 요소는 인공관절에서 발생한 마모입자를 탐식한 활성화된 탐식세포에 의한 생물학적 반응에 의한 것이다. 본 연구의 목적은 이러한 무균성 해리조직에서 여러종류의 cytokine의 전령 RNA 수준에서 유전자 발현을 규명하고 부가하여 이들과 세포외기질의 분해 및 섬유화와 관계된 제 2형 및 제 9형 metalloproteinase의 생성을 밝혀냄으로써 생물학적 반응의 병인을 규명하고자 하는 것이다. 실험군으로는 시멘트형 인공관절 전치환술 후 무균성 해리로 인하여 재치환술이 필요로 한 5명의 환자에서 채취한 5례의 무균성 해리 조직을 사용하였으며 대조군으로는 2례의 대퇴 정복 골절시 인공관절 치환술이 필요로 한 환자의 고관절 활액막을 사용하였다. 이들 조직에서 총 RNA를 추출하고 역 전사하여 상보적인 DNA를 만든 후 interleukin (IL)-1α, IL-1β, IL-2 receptor (2R) , IL-4, IL-5, IL-8, IL-10, transforming growth factor-beta (TGF-β, and interferon-gamma (IFN-r)의 oligonucleotide primer와 연쇄 중합반응으로 중폭한 후 전기영동으로 발현정도를 관찰하였으며 제 2형 및 9형 metalloproteinase는 gelatin을 이용한 zymographic analysis로 분석하였다. 보조적으로 이들 조직에서 어떠한 세포가 주로 작용을 하는가 알아보기 위해 탐식세포에 특이적인 CD-69 monoclonal antibody를 이용하여 면역조직염색하였으며 활성화된 세포의 미세변화를 관찰하기 위해 전자 현미경 검사를 시행하였다. 지금까지 알려진 IL-1β, IL-8, TGF-β 이외에도 IL-2R, IL-10의 유전자발현이 관찰되었다. 제 2형 및 제 9형 metalloproteinase의 생성이 관찰되었으며 무균성 해리조직에서 대부분의 세포는 CD-68 항체에 양성인 대식세포이었다. 전자현미경 소견으로는 큰 세포핵을 가진 많은 lysosome구조를 가진 세포내 소 물질들이 발견되었으며 금속이나 폴리에틸렌 입자들이 증명되었고 세포막이 불규칙하며 주름져 있었으나, 세포의 비가역적인 변화는 관찰되지 않았다. 결론적으로 무균성해리조직에서 마모입자는 탐식한 활성화된 대식세포에서 인공관절 주위의 골용해 및 세포의 기질변성이나 섬유화로 인한 무균성해리의 국소병변에서 지금까지 밝혀진 cytokine 이외에도 국소의 항염증성 반응에 관계가 있다고 밝혀진 IL-10 및 TGF-β가 증명됨으로써 이들의 염증성 및 항염증성 cytokine의 균형이 중요하며, 항염증성 cytokine을 이용하여 이러한 국소병변의 치료에도 응용을 할 수 있다고 사료되었다. IL-2R의 유전자 발현은 인공고관절 치환술 후 발생되는 무균성 해리에 T-임파구의 관련 가능성을 시사하였으나, 이 병인에 대한 면역체계의 완전한 활성화에 대해서는 추가 연구가 필요할 것으로 사료되었다. The aim of the present study was to investigate the mRNA expression of several cytokines which were not reported previously from interface tissues around loose cemented acetabulum to obtain better understanding of the biological mechanisms connected with aseptic loosening and osteolysis of THA. We investigated mRNA expression for several cytokines (interleukin-1 alpha [IL-1α], IL-1β, IL-2, IL-2 receptor[2R], IL-4, IL-5, IL-8, IL-10, transforming growth factor-beta [TGF-β], and interferon-gamma [IFN-r]) by reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) and release of metalloproteinase (MMP)-2 and MMP-9 from the cement-bone interface tissues around five loose polyethylene acetabular components. We did not include TNF-α and IL-6 because the biologic effect of the former is so similar to that of IL-1, and the latter fails to stimulate prostaglandin E2 or collagenase production by fibroblsts or synovial cells. Expression of mRNA for IL- 1β was detected in four, IL-2R and IL-8 in three, IL-10 and TGF-β in two of five interface tissues . No expression of mRNA for IL- lα, IL-2, IL-4, IL-5, and IFN-r was detected. Zymographic analysis for gelatinase/type IV collagenase revealed gelatinolytic bands corresponding to metalloproteinase(MMP)-2 and MMP-9 in cement-bone interface tissues. Activated cells phagocytose particles in cement-bone interface tissues expressed more cytokines mRNA than previously known to be related to periprosthetic bone resorption, and secreted metalloproteinases associated with extracellular matrix degradation and fibrosis.