폐경 여성에서 에스트로겐-프로게스토겐 치료 후 전혈세포에서의 Osteoproteoerin (OPG), Soluble Receptor Activator for Nuclear Factor κB Ligand (sRANKL) 생산의 변화와 골밀도 변화 사이의 관계

이동옥 ( Dong Ock Lee ),김훈 ( Hoon Kim ),채수진 ( Soo Jin Chae ),서창석 ( Chang Suk Suh ),김석현 ( Seok Hyun Kim ),최영민 ( Young Min Choi ),문신용 ( Shin Yong Moon ),김정구 ( Jung Gu Kim ) 대한폐경학회 2007 대한폐경학회지 Vol.13 No.2

연구목적: 폐경 여성에서 호르몬 치료 후 전혈세포에서의 OPG, sRANKL 생산의 변화과 골밀도 변화사이의 연관성을 알아보고자 하였다. 연구재료 및 방법: 폐경여성 224명에서 LPS로 자극한 전혈세포에서 OPG, sRANKL 생산, 혈청 OST, CTX, PTH, 칼슘, 인 농도를 측정하였다. 또한 요추와 근위부 대퇴골의 골밀도를 측정하였다. 이중 주기적 에스트로겐-프로제스토젠 치료가 118명에서 시행되었다. 결과: 전혈세포에서 OPG 생산은 연령과 양성 상관관계가 있었고 저골량을 가진 여성에서 정상 여성보다 유의하게 증가하였다. 반면 sRANKL 생산과 sRANKL/OPG 비는 연령과 음성 상관 관계를 보였고 골밀도 상태에 따른 차이를 보이지 않았다. 전혈세포에서의 OPG와, sRANKL 생산 및 그 비는 혈청 OST, CTX, PTH 칼슘, 인와 상관관계가 없었다. 호르몬 치료 6개월 후 전혈세포에서의 OPG 생산은 유의하게 증가하였으나 sRANKL 생산과 sRANKL/OPG 비는 변화하지 않았다. 호르몬 치료 1년후 대퇴골경부 에서의 골밀도 변화는 호르몬 치료 전 전혈세포에서의 OPG와 sRANKL 생산과 음성 상관관계가 있었으나 sRANKL/OPG 비는 양성 상관관계를 보였다. 호르몬 치료 6개월후 전혈세포에서의 OPG와 sRANKL 생산 변화는 호르몬치료 1년후 골밀도의 변화와 상관관계가 없었다. 결론: 호르몬 치료 후 전혈세포에서의 OPG, sRANKL 생산 및 그 비의 변화는 골밀도 변화와 관련이 없으나 치료전 전혈세포에서 OPG, sRANKL 생산은 호르몬치료 1년후 대퇴골경부에서의 골밀도의 변화을 반영할 수 있다. Objectives: To investigate the relationship between changes in the production of osteoprotegerin (OPG), and soluble receptor activator for nuclear factor κB lignad (sRANKL) by whole blood cells (WBCs) and changes in bone mineral density (BMD) after hormone therapy (HT) in postmenopausal women. Methods: The production of OPG, and sRANKL by lipopolysaccharide-stimulated WBCs blood cells, serum levels of osteocalcin (OST), type I C-telopeptide breakdown products (Crosslaps; CTX), parathyroid hormone (PTH), calcium, and phosphorus were measured in 224 postmenopausal Korean women. The BMD at lumbar spine and proximal femur was also determined. One hundred and eighteen postmenopausal women took sequential estrogen-progestogen therapy. Results: The production of OPG by WBCs correlated positively with age and was significantly higher in women with low bone mass than in normal women. The production of sRANKL and sRANKL/OPG correlated negatively with age and was not different according to state of BMD. These OPG and RANKL productions did not show any relationship with serum levels of OST, CTX, PTH, calcium, and phosphorus. After 6 months of HT, the production of OPG by WBCs increased significantly, but no change in the production of sRANKL, and sRANKL/OPG ratio was noted. The 1-year change in BMD of femoral neck correlated negatively with the basal production of OPG by WBCs and positively with basal sRANKL/OPG ratio. Changes in the production of OPG and sRANKL after 6 months of HT were not associated with the 1-year change in BMD. Conclusion: After HT, changes in the production of OPG, and sRANKL by WBCs did not correlate with changes of BMD, but basal production of OPG by WBCs and sRANKL/OPG ratio correlated with changes in BMD of femoral neck after HT.

Osteoprotegerin(OPG)-receptor Activator of NF-kB Ligand(RANKL) 유전자 다형성과 전혈세포에서의 OPG, sRANKL 생산 사이의 연관성

김용진,김훈,채수진,박경아,서창석,김석현,최영민,문신용,김정구 대한골다공증학회 2007 Osteoporosis and Sarcopenia Vol.5 No.1

Objective: To investigate the association between polymorpjhisms of osteoprotegerin(OPG), and receptor activator of nuclear factor-[kappa]B ligand(RANKL) genes and production of OPG, and soluble RANKL (sRANKL) by whole blood cellsin Korean postmenopausal women. Methods: The OPG gene T245G, G1181C, and the RANKL gene rs2277438 polymorphisms were analyzed by polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism(PCR-RFLP) in 267 Korean postmenopausal women. The production of OPG and sRANKL by lipopolysaccharide-stimulated whole blood cells were also measured. Results: The productions of OPG, sRANKL and the ratio of RANKL×1000/OPG by lipopolysaccharide-stimulated whole blood cells were not different according to the OPG gene T245G, G1181C, and the RANKL gene rs2277438 polymorphisms. No significant differences in the productions of OPG, sRANKL and the ratio of RANKL×1000/OPG were noted among the haplotype genotypes of OPG gene T245G and G1181C polymorphisms. There were no significant differences in the productions of OPG, sRANKL and the ratio of RANKL ×1000/OPG among combined genotypes of OPG gene G1181C and RANKL gene rs2277438 polymorphisms. Conclusion: The OPG gene T245G, G1181C, and the RANKL gene rs2277438 polymorphisms do not affect the production of OPG, and sRANKL by lipopolysaccharide-stimulated whole blood cells. 목적:한국 폐경여성에서 OPG와 RANKL 유전자 다형성 양상과 전혈세포에서의 OPG, sRANKL 생산 사이에 연관성이 있는가를 분석하고자 하였다. 방법:자연폐경여성 267명에서 OPG T245G, G1181C 다형성양상과 RANKL rs2277438 A/G 다형성 양상을 PCR-RFLP(Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Length Polymorphism)와 염기서열분석으로 분석하고 lipopolysaccharide로 자극한 전혈세포에서 혈청 OPG와 sRANKL의 생산을 측정하였다. 결과: OPG T245G, OPG G1181C 및 RANKL rs2277438 유전자 다형성 양상에 따른 전혈세포에서의 OPG와 sRANKL 생산, RANKL×1000/OPG 비는 유의한 차이가 없었다. OPG T245G와OPG G1181C 다형성으로 구성된 haplotype 유전자형에 따른 전혈세포에서의 OPG 와 sRANKL 생산량, RANKL×1000/OPG 비 또한 유의한 차이가 없었다. OPG G1181C와 RANKL rs2277438 유전자 다형성의 복합 유전자형에 따른 전혈세포에서의 OPG와 sRANKL 생산, RANKL×1000/ OPG 비도 유사한 양상을 보였다. 결론: 한국 폐경여성에서 OPG 유전자의 T245G와G1181C 다형성 및 RANKL 유전자의 rs2277438 A/G 다형성은 전혈세포에서의 OPG와 sRANKL 생산에 영향을 미치지 않는다.

두부 외상을 동반한 골절 환자의 혈청에서 Receptor Activator of Nuclear Factor-κB Ligand와 Osteoprotegerin의 변화

박신영 ( Shin Young Park ),서근택 ( Kuen Tak Suh ),류창훈 ( Chang Hoon Ryu ),우승훈 ( Seung Hun Woo ),이정섭 ( Jung Sub Lee ),김성장 ( Seong Gang Kim ) 대한골절학회 2008 대한골절학회지 Vol.21 No.2

목적: RANKL과 OPG는 골의 재형성에 있어 파골기전의 중요한 조절 인자이며, 골절의 치유 과정에 관여한다. 그러나 두부 외상과 골절이 있는 환자에서 이들에 대한 연구는 부족하다. 이에 두부 외상을 동반한 골절 환자군과 골절 환자군의 혈청에서 이들의 변화를 분석하여 비교하였다. 대상 및 방법: 두부 외상과 골절이 있는 18명의 남자 환자와 골절이 있는 20명의 남자 환자, 대조군으로 건강한 20명의 남자를 선정하였다. 두부외상-골절군과 골절군에서 수상 후 수 시간 내, 수상 후 4, 8, 12주에 혈액을 채취하여 RANKL과 OPG의 변화를 분석하였다. 결과: 두부외상-골절군은 외상 후 8, 12주에 골절군에 비하여 RANKL의 발현이 낮았으며 두부외상-골절군에서 골절군에 비하여 외상 후 4, 8,12주에 OPG의 발현이 증가되었다. 두부외상-골절군에서 외상 후 수 시간 내, 4, 8, 12주에 대조군보다 RANKL/OPG의 비율이 낮았으며, 두부외상-골절군에서 골절군에 비해 외상 후 8주와 12주에 RANKL/OPG 비율이 낮았다. 결론: 두부 외상과 골절이 있는 환자에서 RANKL, OPG, RANKL/OPG의 비율의 변화를 보았고, 두부 외상과 골절이 있는 환자에서 이들의 변화가 골절 환자에서 보다 오랫동안 지속되었다. Purpose: Receptor activator of nuclear factor-κ B ligand (RANKL), osteoprotegerin (OPG) have been shown to be important regulators of osteoclastogenesis during bone remodeling, and their expressions were examined during fracture healing in a mouse model of tibial fracture. However, studies linking RANKL and OPG in patients with head injury and fracture are lacking. We evaluated the changes in serum levels of RANKL and OPG in patients with head injury and fracture (head injury group) and in patients with fracture (fracture group) and compared these with levels found in healthy control subjects. Materials and Methods: 18 male patients of head injury and fracture and 20 male patients of fracture alone were enrolled. 20 healthy men were recruited to serve as controls. Within the first few hours of admission to hospital, at 4, 8 and 12 weeks after injury 20 ml of blood were obtained from 18 patients with head injury and fracture and 20 patients with fracture only. Results: RANKL levels were significantly lower in the head injury group than in the fracture group at 8 and 12 weeks after injury. OPG levels were significantly higher in the head injury group than in the fracture group at 4, 8 and 12 weeks after injury. RANKL/OPG ratios were significantly lower in the head injury group than in the controls immediately after and 4, 8 and 12 weeks after injury, and were significantly lower in the head injury group than in the fracture group at 8 and 12 weeks after injury. Conclusion: We have shown changes in the profiles of RANKL, OPG and RANKL to OPG ratio. The altered RANKL, OPG and RANKL/OPG ratio in the head injury group lasted longer than in those of the fracture group.

한국 폐경여성에서 osteoprotegerin (OPG)-receptor activator of NF-kB Ligand (RANKL) 유전자 다형성과 호르몬치료 후 골밀도 변화 사이의 연관성

김정구 ( Jung Gu Kim ),구승엽 ( Seung Yup Ku ),지병철 ( Byung Chul Jee ),서창석 ( Chang Suk Suh ),김석현 ( Seok Hyun Kim ),최영민 ( Young Min Choi ),문신용 ( Shin Yong Moon ) 대한산부인과학회 2007 Obstetrics & Gynecology Science Vol.50 No.6

목적: 한국 폐경여성에서 OPG와 RANKL 유전자 다형성양상과 호르몬치료 후 골밀도 및 순환계내 OPG, sRANKL 농도 변화사이에 연관성이 있는가를 분석하고자 하였다. 연구 방법: 주기적 호르몬치료를 1년간 받은 자연폐경여성 236명에서 PCR-RFLP, 염시서열분석으로 OPG T245G, G1181C 다형성양상과 RANKL rs2277438 A/G 다형성양상을 분석하고 혈청 OPG, sRANKL, BAP, OST, CTX, calcitonin, PTH, 칼슘, 인 농도를 효소면역법, 면역측정법, 원자흡광법으로, 요추 및 대퇴 근위부에서의 골밀도를 DXA로 측정하였다. 결과: OPG와 RANKL 유전자형 및 이들의 복합 유전자형에 따른 호르몬 치료를 1년간 시행한 후의 골밀도 변화율에는 차이가 없었고 호르몬치료 반응군에서의 이러한 유전자형의 분포양상은 비반응군 (골밀도가 3% 이상 치료 전보다 감소된 경우)에서의 분포와 차이가 없었다. RANKL 유전자 다형성의 GG 유전자형에서 호르몬치료 후 혈청 sRANKL이 변화율아 AA, AG 유전자형의 변화율보다 유의하게 높았다 (p<0.05). 그러나 다른 OPG 유전자다형성의 단일 또는 복합 유전자형에 따른 OPG를 포함한 다른 골대사인자의 차이는 없었다. 결론: 한국 폐경여성에서 OPG T245G, G1181C 다형성과 RANKL rs2277438 A/G 다형성은 호르몬 치료 후 골밀도 변화양상과 연관성이 없으나 이 중 RANKL다형성은 순환계에서의 sRANKL 농도에 영향을 미친다. Objective: To investigate the relationship of polymorphisms in osteoprotegerin (OPG)-receptor activator of NF-kB ligand (RANKL) gene to changes in circulating OPG and soluble RANKL (sRANKL) levels and in bone mineral density (BMD) after hormone therapy (HT) in postmenopausal Korean women. Methods: The OPG T245G, and G1181C polymorphisms and RANKL rs2277438 A/G polymorphism were analyzed by polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphsim (PCR-RFLP) or direct DNA sequencing in 236 postmenopausal Korean women receiving sequential HT for 1 year. Serum OPG, sRANKL, bone alkaline phosphatase, CrossLaps (CTX), osteocalcin, clacitonin, parathyroid hormone, calicum, and phophorus were measured using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), immunoassay and atomic absorptiometry respectively. BMD at the lumbar spine and proximal femur was determined by dual energy X-ray absorptiometry. Results: The annual percent changes of BMD were not associated with single or combined genotypes of OPG and RANKL gene polymorphisms, and the distributions of these genotypes were not different between HT-responders and HT-nonresponders (women who lose more than 3% of bone mass per year). After HT of 6 months, change in serum sRANKL levels was significantly higher in GG genotype than in other genotype of RANKL gene polymorphism. No differences in the 6 month changes of other bone turnover markers including circulating OPG levels after HT were noted across single OPG genotype and combined genotypes of OPG and RANKL polymorphisms. Conclusions: The OPG T245G, and G1181C polymorphisms, and RANKL polymorphism did not associate with change in BMD after HT in postmenopausal Korean women, and RANKL polymorphism affects change in circulating sRANKL levels after HT.

재치환 인공관절 주위 조직에서 Osteoprotegerin [OPG]과 Osteoprotegerin ligand [OPGL]의 발현

유명철(Myung Chul Yoo),조윤제(Yoon Je Cho),김인환(In Whan Kim),양형인(Hyung In Yang),김강일(Kang Il Kim),전영수(Young Soo Chun),고동오(Dong Oh Ko) 대한정형외과학회 2004 대한정형외과학회지 Vol.39 No.2

목적: 실패한 인공고관절에서 골용해나 무균성해리에 대한 OPG, RANKL, RANK의 역할을 규명하고 골용해의 기전에 대해 분석한다. 대상 및 방법: 저자들은 배양된 말초혈액의 단핵세포와 실패한 고관절 전치환술의 주위조직으로부터 RANKl과 RANK의 발현 및 OPG, RANKL, RANK의 mRNA의 발현을 관찰 및 분석하였다. 결과: 인공관절 주위 조직에서 면역화학염색을 시행하여 RANK는 20%에서 양성이었고 RANKL은 32%에서 양성이었다. 무균성 해리가 일어난 조직에서 OPG와 RANKL의 mRNA는 빈번하게 발현되었으며, RANK의 mRNA는 검출되지 않았다. 건강인의 말초혈액 단핵세포에서는 RANKL의 mRNA는 모든 조건에서 발현이 되었으나, OPG의 mRNA는 어느 조건에서도 관찰되지 않았고, RANK의 mRNA는 코발트입자와 LPS를 넣은 세포에서 뚜렷하게 티타늄을 넣은 세포에서는 매우 미약하게 발현되었다. 결론: 인공관절 주위의 골용해나 무균성 해리는 OPG-RANKL-RANK의 체계와 연관관계가 있으며, OPG, RANKL, RANK는 다른 cytokine과 더불어 골용해를 유발하는 역할을 하는 매개체라고 사료되며 이에 관해 RANKL-RANK-OPG에 의한 골흡수 과정에 미치는 인자들에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다. Purpose: To investigate the pathogenesis of articular prosthesis osteolysis, and to clarify the role of OPG, RANKL and RANK on osteolysis in aseptic loosening of hip prostheses. Materials and Methods: We examined the mRNAs of OPG, RANKL and RANK from cultured peripheral mononuclear cells and the tissue surrounding failed hip prostheses by RT-PCR and gel electrophoresis and performed immunohistochemistry for RANKL and RANK in the periprosthetic tissue of revised hip replacement therapy. Results: RANKL was detected in 32% and RANK was detected in 20% of the peri prosthetic tissues of failed hip prostheses. Proliferative responses of cultured PBMCs occurred in cells with the titanium, cobalt and LPS, and highest response was observed in cells with cobalt particles. The mRNAs of RANKL and OPG were expressed in the periprosthetic tissues of loosened hip prostheses, but RANK mRNA was not detected. OPG mRNA was not detected in cultured PBMCs with any particles, RANKL mRNA was detected in cultured PBMCs with titanium and cobalt particles by RT-PCR, and RANK mRNA was detected in PBMCs with cobalt particles, but not with titanium. Conclusion: Osteolysis around the failed hip prosthesis may be related to activation of the OPG-ANKL-RANK system. It is suggested that OPG, RANKL and RANK are major mediators of osteolysis in failed hip prosthesis.

The expression patterns of RANKL and OPG in murine tooth eruption

Hwang, Kyung-Mun,Kim, Eun-Jung,Kim, Hyun-Jung,,Kim, Young-Jin,Nam, Soon-Hyeun 大韓小兒齒科學會 2006 大韓小兒齒科學會誌 Vol.33 No.2

치아의 맹출은 치아기 (dental organ)와 치조골의 세포와 연관된 매우 복잡한 과정이다. 우선 치아 맹출이 일어나기 전에 파골세포가 치낭으로 집결하게 된다. 이러한 치낭의 역할은 파골세포와 조골세포의 상호작용으로 이루어 지는 골개조와 밀접한 관련이 있는데, 이는 치아 맹출과 연관된 많은 유전자들이 치낭에서 발현되기 때문이다. RANKL는 TNF ligand family로써 조골세포에 존재하며 파골세포의 형성 및 전구세포로 부터의 활성화를 유도한다. 이러한 RANKL은 OPG에 의해 그 작용이 억제되며 RANKL와 OPG의 상대적인 비율이 파골세포의 형성에 영향을 미친다. 또한 Runx2유전자의 변이는 조골세포의 분화와 활성에 차질을 가져오고 결국 RANKL/OPG pathway를 통해 파골세포 형성에 영향을 줄 수 있다. 치아의 발육 및 맹출에 미치는 RANKL 및 OPG의 영향을 알아보고 Runx2와의 연관성을 알아보기 위해 in situ hybridization 방법으로 태생 1, 3, 5, 7, 9, 11일된 쥐의 하악 및 제1대구치를 사용하여 실험을 실시한 결과 RANKL, OPG, Runx2의 mRNA가 태생 1일부터 11일까지 치낭 및 치아주위조직에 특성있게 나타났다. 이중 태생 5일에서 9일 사이에 RANKL 및 Runx2는 치아의 교합면측과 하방 치조골 부위의 발현이 강하게 나타난 반면 OPG는 약한 발현을 보였다. 이는 또한 파골세포의 활성부위를 알아보기 위해 TRAP염색을 실시하여 태생 5일에서 9일 사이에 최대의 활성화를 나타낸 결과와 연광성 있게 나타났다. RANKL, OPG, Runx2의 특성있는 발현양상들을 종합해 볼 때, 치아 맹출은 치낭, 치아기, 치조골 사이의 상호 작용을 통해 이루어 지며, 이는 치낭이 치아 맹출에 있어서 매우 중요하다는 것을 의미한다. 또한, 이러한 유전자들 (RANKL, OPG, Runx2) 이 치아의 맹출에 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다. Tooth eruption is a complex and tightly regulated process that involves cells of the tooth organ and the surrounding alveolus. Osteoclast precursors must be recruited into the dental follicle prior to the onset of eruption. This function of dental follicle may be regarded as the ability of bone remodeling characterized by the interaction of osteoclasts and osteoblasts. This is because tooth eruption is a localized event in which many of the genes required for eruption are expressed in the dental follicle. RANKL is a membrane-bound protein that is a member of the TNF ligand family, which is present on bone marrow stromal cells and osteoblasts, and induces osteoclast formation and activation from precursor cell. The biologic effect of RANKL is inhibited by OPG and, in bone, the relative ratio of RANKL and OPG modulates osteoclastogenesis. To evaluate the roles of RANKL and OPG in tooth eruption and the relations with the expression pattern of Runx2, in situ hybridization was performed with mandibles of mice at postnatal stage 1, 3, 5, 7, 9 and 11. mRNA of RANKL, OPG, and Runx2 are expressed in dental follicle and surrounding tissue from P1 to 11. To determine the sites of osteoclastic activity duing tooth eruption, mandibles were dissected. Peak osteoclastic activity in alveolar bone along the occlusal and basal regions was observed from P5 to 9, with osteoclasts in these regions being large and strongly TRAP-positive. The specific spatic-temporal expression patterns of RANKL, OPG and Runx2 in our study suggest that tooth eruption could be progressed through the interactions of molecular signaling among dental follicle, dental organ and alveolar bone, furthermore it means that dental follicle is quite important in tooth eruption. In addition, it indicates that these genes (RANKL, OPG, and Runx2) play critical roles in tooth eruption.

Osteoprotegerin Expressed by Osteoclasts : An Autoregulator of Osteoclastogenesis

Kang, J.H.,Ko, H.M.,Moon, J.S.,Yoo, H.I.,Jung, J.Y.,Kim, M.S.,Koh, J.T.,Kim, W.J.,Kim, S.H. SAGE Publications 2014 Journal of dental research Vol.93 No.11

<P>Osteoprotegerin (OPG) is secreted by stromal and osteoblastic lineage cells and inhibits osteoclastogenesis by preventing the interaction of receptor activator of nuclear factor-κB ligand (RANKL) with receptor activator of nuclear factor-κB (RANK). In this study, the expression of OPG in osteoclasts themselves and its biological functions during osteoclastogenesis were investigated for the first time. OPG expression <I>in vivo</I> in the developing rat maxilla was examined by immunofluorescence analysis. OPG expression in osteoclasts during <I>in vitro</I> osteoclastogenesis was determined by reverse-transcription polymerase chain-reaction (RT-PCR), Western blot, and immunofluorescence staining. We determined the function of OPG produced by osteoclasts during osteoclastogenesis by silencing the OPG gene. The effects of OPG on bone-resorbing activity and apoptosis of mature osteoclasts were examined by the assay of resorptive pit formation on calcium-phosphate-coated plate and terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick-end labeling (TUNEL) staining, respectively. In the immunofluorescence findings, strong immunoreactivities were unexpectedly seen in multinucleated tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP)-positive osteoclasts around the growing and erupting tooth germs in the rat alveolar bone. <I>In vitro</I>, OPG expression was significantly increased during the differentiation of osteoclasts from mouse bone-marrow-derived cells treated with a combination of macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) and RANKL. Interestingly, it was found that OPG small interfering (si)RNA treatment during osteoclastogenesis enhanced the sizes of osteoclasts, but attenuated their bone-resorbing activity. Also, the increased chromosomal DNA fragmentation and caspase-3 activity in the late phase of osteoclastogenesis were found to be decreased by treatment with OPG siRNA. Furthermore, effects of OPG siRNA treatment on osteoclastogenesis and bone-resorbing activity were recovered by the treatment of exogenous OPG. These results suggest that OPG, expressed by the osteoclasts themselves, may play an auto-regulatory role in the late phase of osteoclastogenesis through the induction of apoptosis.</P>

백서의 치아이동 시 피질골 천공이 치주조직의 OPG, RANK, RANKL의 발현에 미치는 영향

박우경,김성식,박수병,손우성,김용덕,전은숙,박미화 대한치과교정학회 2008 대한치과교정학회지 Vol.38 No.3

치아이동 시 피질골 천공이 치조골 재형성에 미치는 영향을 알아보기 위해서 생후 15주된 자성백서를 사용하여 피질골 천공 후 치아이동을 실시한 실험군(Tooth movement with cortical punching: TMC group, n = 16)과 교정적 치아이동만 실시한 대조군(Tooth movement only group: TM group, n = 16)의 치아주위조직을 면역조직화학염색을 통하여 관찰하였다. 실험군과 대조군의 실험동물에 20 gm의 힘으로 상악 전치부 사이를 이개시키는 치아이동을 시행하였으며 실험군에서는 상악 전치부 구개부위에 피질골 천공을 실시하였다. 치아이동 후 1, 4, 7, 14일째에 실험군과 대조군의 실험동물을 희생시켰다. 면역조직화학염색법으로 OPG, RANK, RANKL의 발현을 비교한 결과, OPG의 발현은 양 군 모두에서 미처치 대조군에 비하여 감소되었으나, 실험군에서의 발현이 대조군보다 컸으며, RANK, RANKL은 피질골 천공을 시행한 경우에 더 강한 발현을 보이는 것이 관찰되었다. 따라서 피질골 천공이 치주조직의 OPG, RANK, RANKL의 발현에 영향을 미치며 치조골의 재형성을 향상시키는 것을 알 수 있었다. Objective: The purpose of this study was to investigate whether cortical punching could stimulate the expression of OPG, RANK, and RANKL during tooth movement by immunohistochemistry. Methods: 34 sprague-dawley rats (15 weeks old) were allocated into 3 groups: TMC group (experimental group; Tooth Movement with Corticotomy, n = 16), TM group (control group; Tooth Movement only group, n = 16), and non-treatment group (n = 2). 20 gm of orthodontic force was applied to rat incisors by inserting elastic bands. The duration of force application was 1, 4, 7 and 14 days. A microscrew (diameter 1.2 mm) was used for cortical punching of the palatal side of the upper incisors in the TMC group. Results: Distributions of OPG, RANK, and RANKL were evaluated by immunohistochemistry. OPG, RANK and RANKL were observed on experimental and control groups. On the compression side, the degree of the expression of OPG decreased in both groups. The expression of RANK was most prominent in the experimental group of day 4. The expression of RANKL was most intensive and extensive in the experimental group of day 7. However, the expression of OPG was decreased in the experimental and control groups compared to the non treatment group. The expression of OPG, RANK and RANKL after force application were decreased at day 14. Conclusions: These findings suggested that cortical punching might stimulate remodeling of alveolar bone during a 2 week period of tooth movement without any pathologic change.

조골세포에서 Rosiglitazone에 의한 RANKL과 OPG의 발현 조절

이명주,이수연,박상현,안도환 대한골다공증학회 2010 Osteoporosis and Sarcopenia Vol.8 No.1

목적: Receptor activator of nuclear factor-kB ligand (RANKL)과 osteoprotegerin (OPG)는 조골세포에서 생성되는 사이토카인인데, RANKL은 파골세포 형성을 촉진시키고 OPG는 RANKL의 decoy 수용체로 작용함으로써 파골세포 형성을 억제한다. Peroxisome proliferation-activated receptor gamma (PPARγ)는 지방세포 분화에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있지만 이것은 골 재형성에도 관여한다. 따라서 본 연구에서는 PPARγ 작용제인 rosiglitazone이 조골세포에서 RANKL과 OPG 발현을 어떻게 조절하는지 조사했다. 방법: MC3T3-E1 조골세포를 여러 농도의 rosiglitazone으로 24시간 처리하여 세포생존능을 MTT 방법으로 측정했다. PPARγ 유전자의 발현은 통상적인 PCR로 관찰했으며, RANKL과 OPG mRNA와 단백질의 발현은 real-time RT-PCR과 Western blot으로 각각 정량 분석했다. 결과: MC3T3-E1 조골세포에 존재하는 PPARγ 유전자 발현은 rosiglitazone 0.5μM 처리 시 대조군과 유사했으나 5μM 처리 시 현저히 증가했다. 세포생존능의 경우 rosiglitazone 1~10μM 범위에서 대조군과 차이를 보이지 않았다. Rosiglitazone (5μM) 처리에 의해 OPG mRNA의 발현은 대조군에 비해 2.3배 증가하였고 RANKL mRNA의 경우 1/5로 감소했다. 그러나 이러한 변화는 PPARγ 길항제인 GW9662 처리에 의해 모두 대조군 수준으로 회복되었다. Rosiglitazone에 의한 OPG와 RANKL 단백질 발현 또한 이들의 mRNA 발현 변화와 유사한 경향을 보였다. 결론: 조골세포에서 rosiglitazone에 의해 PPARγ가 활성화됨으로써 RANKL 발현은 감소되고 동시에 OPG 발현은 증가되는데, 이는 파골세포 형성을 억제할 것으로 사료된다.

인공관절 주위 골용해에서 관절액의 RANKL/OPG 발현

김용식(Yong Sik Kim),최남용(Nam Yong Choi),이기행(Kee Haeng Lee),김영훈(Young Hoon Kim),한석구(Suk Ku Han),William J. Maloney 대한정형외과학회 2004 대한정형외과학회지 Vol.39 No.7

목적: 골관절염 환자와 골용해로 인공 관절 재치환술을 받은 환자의 관절액에서 Receptor Activator of NF-кB Ligand (RANKL), Osteoprotegerin (OPG) 및 염증 전구 단백질의 발현 차이를 관찰하고자 하였다. 대상 및 방법: 47예, 47명의 고관절 혹은 슬관절 인공 관절 치환술 환자를 대상으로 하였으며, 각각 4군으로 나누어 제1군은 골관절염 환자 15예, 제2군은 골용해 없이 재치환술을 시행한 15예, 제3군은 광범위한 골용해로 재치환술을 시행한 17예와 제2군과 3군을 합해 제4군으로 정하고 수술 중 관절액을 채취하여 RANKL, OPG, IL-1β IL-6과 TNF-α 단백질의 양을 enzyme-linked immunoassay (ELISA)법을 이용하여 측정 비교하였다. 결과: RANKL은 각군 간 유의한 차이가 없었으나, OPG는 제1군에 비해 제2, 3군에서 크게 증가되었다(2.2-3.9배)(p<0.0001). IL-lβ는 제1군에 비해 제2, 3, 4군에서 유의한 증가를 보였고, 특히 제3군에서 가장 높게 측정되었다(12.1배) (p<0.0001). IL-6은 골용해가 있는 제3군이 제1, 2군에 비해 2배 증가하였고, TNF-α는 제1군에 비해 제3군에서 2배, 제4군에서 유의한 증가를 나타내었다(p=0.03). 결론: 일정 농도의 RANKL과 OPG의 감소 및 염증 전구 단백질의 증가로 파골 세포의 활성에 의한 인공 관절 치환술 후 관절물 주위 골용해가 발생할 것으로 사료된다. Purpose: This study evaluated the expression level of Receptor Activator of NF-кB Ligand (RANKL), Osteoprotegerin (OPG) and other pro-inflammatory cytokines in the osteoarthritic and peri prosthetic joint fluid in order to characterize the role of these regulatory proteins in peri prosthetic osteolysis. Materials and Methods: Joint fluid specimens taken from 47 patients undergoing hip or knee reconstructive surgery were analyzed by enzyme-linked immunoassay (ELISA) in order to determine the relative protein expression level of RANKL, OPG, IL-1β, IL-6 and TNF-a. The fluid from joints with osteoarthritis (15 cases, Group Ⅰ), implants revised without associated osteolysis (15 cases, Group Ⅱ) and failed implants with radiographically moderate to severe osteolysis (17 cases, Group Ⅲ) were compared. The fluids from all cases with implants (Group Ⅱ and Ⅲ) was combined (Group Ⅳ) and compared with the osteoarthritic joint fluids. Results: RANKL was present in all the fluids at similar concentrations. The OPG levels were significantly lower (2.2-3.9 fold) in Groups Ⅱ and Ⅲ than in Group Ⅰ (p<0.0001). The IL-1β concentration was significantly higher in Groups Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ and with Group Ⅲ being the highest (12.1 fold) (p<0.0001). The IL-6 expression level was significantly higher in Group Ⅲ (2.0 fold) than in Groups Ⅰ and Ⅱ (p<0.0001). The TNF-α levels were 2.0 times higher in Group Ⅲ and significantly higher in all implant cases (Group Ⅳ) are analyzed(p=0.03). Conclusion: Permissive RANKL protein expression coupled with suppressed OPG levels and enhanced osteoclastogenic cytokine expression results in peri prosthetic osteolysis.