치주인대세포 배양에서 estrogen이 growth hormone receptor의 발현유도에 미치는 영향

홍성규,전영미,김정기 대한치과교정학회 2000 대한치과교정학회지 Vol.30 No.4

본 실험은 사람의 치주인대세포에서 에스트로겐과 growth hormone(GH)이 상호 어떠한 작용을 하는지를 규명하는 것이 목적이다. 교정치료를 받고자 내원한 환자중에서 건강한 20대 여자환자들의 상하악 제1소구치를 발거하여, 치근의 중간 1/3부위에서 긁어모은 치주인대 조직을 배양하여 치주인대세포를 얻었다. 사람의 치주인대세포의 분열증식에 대한 17β-estradiol과 hGH의 효과를 평가하고, 치주인대세포에 17β-estradiol을 전처리한 후 치주인대세포의 분열증식에 미치는 hGH의 효과 변화를 평가하였으며, 치주인대세포에 17β-estradiol을 전처리 하였을 경우 치주인대세포에서 hGH receptor의 발현 양상의 변화를 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1.17β-estradiol이나 human growth hormone의 단독처리는 사람의 치주인대세포의 분열증식에 큰 영향을 주지 않는다. 2.17β-estradiol 10-12M로 전처리한 후 hGH를 투여한 경우 hGH의 농도에 관계없이 사람의 치주인대세포의 분열증식을 증가시킨다. 3.사람의 치주인대세포에는 hGH receptor가 없으나, 17β-estradiol 10-12M로 6시간 이상 처리하면 hGH receptor가 발현된다. 4.hGH이 사람의 치주인대세포의 분열증식에 미치는 효과는 hGH receptor의 발현과 관련이 있으며, 17β-estradiol의 전처리가 치주인대세포에서의 hGH receptor의 발현에 기여함으로써 hGH이 치주인대세포에 작용할 수 있도록 해준다. The present studies were performed to investigate the interaction of 17β -estradiol and human growth hormone(hGH) on the proliferation of human periodontal ligament(hPDL) cell. The independent effects of 17β-estradiol and hGH on hPDL cell proliferation were investigated and the effects of hGH on hPDL cell proliferation after 17β-estradiol pre-treatment were also investigated. Lastly, the change of hGH receptor expression in hPDL cell after 17β-estradiol pre-treatment were investigated. The obtained results were as follows; 1.The treatment of 17β-estradiol or hGH had no significant effects on hPDL cell proliferation. 2.After pre-treatment of 17β-estradiol, hGH stimulated the proliferation of the hPDL cell, regardless of hHG concentration. 3.Although there was not hGH receptor in the hPDL cell, hGH receptors were expressed in hPDL cell after more than 6 hours pre-treatment of 17β-estradiol. 4.The effect of hGH on hPDL cell proliferation was related to the hGH receptor expression. 17β -estradiol pre-treatment contributed to the hGH effects on the hPDL cell by stimulating hGHR expression.

The Effect of the IGF-I treated Gingival and Periodontal Ligament Fibroblast on Osteoblasts

김미정,양원식,Kim, Mi-Jeong,Yang, Won-Sik The Korean Association Of Orthodontists 2001 대한치과교정학회지 Vol.31 No.6

이 연구의 목적은 IGF-I의 골모세포에 대한 직접적 작용효과와 IGF-I이 섬유모세포에 작용된 후 섬유모세포에서 유리된 인자를 포함한 조절 배양액이 골모세포에 어떤 영향을 미치는지에 대해 각각 치주인대 섬유모세포와 치은 섬유모세포를 이용하여 알아본 후, 치조골의 반응을 외적자극과의 사이에서 매개하는 치주인대의 주세포군인 섬유모세포를 통한 IGF-I의 골모세포에 대한 영향을 알아보는 것이다. 이를 위해 치주인대 섬유모세포와 치은 섬유모세포를 6-8주된 백서(Sprague-Dawley rat)에서 채집하고, 골모세포는 태생 21일된 동종백서에서 채집하여 기본배양을 한 후, 각 군을 6군으로 분리하여 $1{\times}10^4$/we11, (1ml/well)세포수로 분주한 골모세포 배양접시에 IGF-I을 1,10,100ng/m1로 각각 농도를 달리하여 그 효과를 알아보았다. 각각의 군은 대조군, IGF-I을 직접 투여한 골모세포 배양군, 치주인대 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 골모세포 배양군, IGF-I으로 처리한 치주인대 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 골모세포 배양군, 치은 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 골모세포 배양군, IGF-I으로 처 리한 치은 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 골모세포 배양군이다. 조절배양액은 배양 36시간후(IGF-I 처리후 12시 간 배양 포함) 채집하였고, 마지막으로 IGF-I 및 조절배양액으로 처리한 후에 추가 24시간 배양한 후, Alkaline phoaphatase 활성도, Western blot 을 이용한 BMP발현, MTT를 이용한 세포증식, BCA kit을 이용한 총단백질량 측정, Western blot을 이용한 교원질 합성 계측 및 골결절의 생성을 관찰하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1 Alkaline phosphatase활성은 10, 100ng/m1의 IGF-I으로 처리한 군과 치주인대 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 군, IGF-I으로 처리한 치주인대 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 군에서 대조군보다 더 높게 나타났다. 10, 100ng/ml의 IGF-I으로 처리한 치주인대 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 실험군에서 유의성 있게 높게 나타났다. 2. 100ng/m1농도의 IGF-I으로 직접 처리한 군에서 골모세포증식이 유의성 있게 증가하였다. 3. 총단백질량은 IGF-I투여와 상관없이 대조군, 실험군 모두 유사하였다. 4. 모든 실험군에서 BMP2,4가 발현되었고, 대조군과 유의한 차이는 없었다. 이상의 결과에서 IGF-I의 투여여부와는 상관없이 치주인대 섬유모세포가 유리하는 물질이 골모세포의 활성을 증가시키는 것으로 나타났으며, IGF-I은 고농도일때만 유의성있게 골모세포 활성을 촉진함을 알 수 있었다. 따라서 이 연구를 통하여 치주인대 섬유모세포가 골모세포활성을 촉진 시키는 작용을 가지고 있음이 확인되었다. Insulin-like growth factor I (IGF-I) has the local tissue regulating actions. In bone, IGF-I increases the replication of osteoblastic lineage, probably preosteoblasts, and enhances osteoblastic collagen synthesis and matrix composition rates. The purpose of this study was to investigate the local regulatory effect of IGF-I on periodontium totally, both in an autocrine and paracrine manner. To examine the effect of IGF-I directly on osteoblast (OB) of test rats, and indirectlv on OB via periodontal ligament fibroblast (PDLF), and the effect of gingival fibroblast (GF) on OB via cellular paracrine manner for the understanding of humoral action of adjacent tissue, GF and PDLF were obtained from male Sprague-Dawley rats of six to eight weeks of age. OB was obtained iron frontal and parietal calvarial bone of Sprague-Dawley 21day-old-fetus. After each tell was Incubated 24 hours, for collecting conditioned medium, different concentrations of IGF-I (1,10,100 ng/ml,1ml/well) was adding in the GF, PDLF cells, and the supernatant from these cultures was put into the primary OB culture with $1{\times}10^4$cell/ml/well. The experimental group was divided into six groups control OB, IGF-I treated OB, OB culture with conditioned medium from PDLF, OB culture with conditioned medium from IGF-I treated PDLF, OB culture with conditioned medium from GF, OB culture with conditioned medium from IGF-I treated GF. After final IGF-I treatment, OB was Incubated for 24 hours, and alkaline phosphatase activity assay, BMP expression, cell proliferation measurement using MTT assay, total protein measurement, Collagen synthesis assay using western blot, and examination of bone nodule synthesis were done. Alkaline phosphatase expressions were increased in the group of PDLF-IGF-I supernatant treatment. Direct IGF-I treatment with concentrations of 100ng/m1 showed increased viable tell number measured by MTT assay. And IGF-I treatment did not increase total protein amount. The entire experimental group showed BMP2, 4 expression in western blot, and there was no significant difference between control and experimental groups. These results suggested that supernatant from PDLF effects on increasing cellular activities of OB regardless of IGF-I, and at high concentration, IGF-I increases OB tell proliferation.

저장용액의 온도에 따른 치주인대세포의 생존율

조재현,김성오,최형준,이제호,손흥규,최병재 대한소아치과학회 2007 大韓小兒齒科學會誌 Vol.34 No.1

외상성 손상 후 치아 탈구 시 치아를 저장하는 저장용액의 종류와 온도가 치주인대세포의 생존율에 어떠한 영향을 미치는지 연구하기 위하여 치주인대세포를 10% fetus bovine serum(FBD) 함유 α-minimal essential medium(α-MEM)에서 37℃ 5% CO_(2) 공기 혼합 배양기에서 배양하고 4.25, 37℃의 Hank's balanced sa1t solution(HBSS)과 α-MEM, 우유(S회사, P회사), tap water에 저장하고 60분이 지난 후 각 군에 대해 치주인대세포의 생존율을 측정하기 위하여 MTT assay를 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 4℃ 저장용액의 치주인대세포의 생존율은 α-MEM과 P회사우유에서 가장 높았고 HBSS, S회사우유, tap water 순으로 낮았다. 2. 25℃ 저장용액의 치주인대세포의 생존율은 α-MEM에서 가장 높았고 P회사우유, HBSS, S회사우유, tap water 순으로 낮았다. 3. 37℃ 저장용액의 치주인대세포의 생존율은 α-MEM과 P회사우유, HDSS, S회사우유에서 높았고 tap water에서 가장 낮았다. 4. α-MEM의 치주인대세포의 생존율은 4℃에서 가장 높았고 25℃와 37℃ 순으로 낮았으며 HBSS에서는 4℃에서 높았고 25℃와 37℃에서 낮았다. 5. S회사와 P회사우유에서 치주인대세포의 생존율은 4℃와 25℃에서 높았고 37℃에서 낮았다. 이상의 결과를 종합해볼 때 외상으로 인해 치아가 탈구되었을 때 탈구된 치아의 저장용액으로 HBSS 용액이 추천되고 있으나 이 연구에서 4℃와 25℃ 우유에서 치주인대세포의 생존율이 높았으므로 사고 현장에서 쉽게 구할 수 있고 치주인대세포의 생활력 보존에도 유리한 낮은 온도의 우유에 탈구된 치아를 보존하는 방법도 좋을 것으로 생각된다. To compare the survival rate of periodontal ligament cells preserved in storage media with good availability at the time of an avulsion injury, periodontal ligament cells were incubated in α-MEM culture medium containing 10% FBS in condition of 37℃, 5% CO_(2). These cells were then cultured in HBSS, α-MEM, milk(S. co., P. co.) and tap water at the temperature of 4, 25, 37℃ each in 60 min. The groups were measured by MTT assay. The results were as follows : 1. Among the storage media at 4℃, α-MEM and P-milk had the highest preserving ability of periodontal ligament cells, while that of HBSS, S-milk and tap was low in order. 2. Among the storage media at 25℃, α-MEM had the highest preserving ability of periodontal ligament cells, while that of P-milk, HBSS, S-milk, tap water was low in order. 3. Among the storage media at 37℃, the preserving ability of periodontal ligament cells was very high in α-MEM, P-milk, HBSS and S-milk. it' s lowest in tap water. 4. The preserving ability of periodontal ligament cells in α-MEM was high at 4℃ and it’s low in order of 25℃, 37℃, but in HBSS was high at 4℃ and it's low at 25℃, 37℃. 5. The preserving ability of periodontal ligament cells in S-milk and P-milk was high at 4℃, 25℃ and it’s low at 37℃. In conclusion, HBSS is the storage medium of choice in an avulsion, but in this study it is preferable to choose milk at 4℃ for tooth since it is easy to get and affect cell viability.

Effect of Mechanical Stress on the Proliferation and Expression of Cell Cycle Regulators in Human Periodontal Ligament Cells

유형근,신형식,이진,민병무,You, Hyung-Keun,Shin, Hyung-Shik,Lee, Gene,Min, Byung-Moo The Korean Academy of Periodontoloy 1999 Journal of Periodontal & Implant Science Vol.29 No.3

치주인대세포는 치주인대의 유지와 개조에 있어서 중요한 역할을 담당하는 섬유아세포성 세포로서, 세포에 가해진 여러가지 조건에 따라 다양한 표현형의 변화를 나타내는 것으로 알려져 있다. 기계적 응력은 치주인대세포의 세포증 식과 밀접히 연관되어 있는 것으로 알려져 있으며, 이는 세포주기 조절인자들의 발현을 증가 시킴으로써 이루어질 것으로 생각되나 그 자세 한 작용기전은 알려져 있지 않다. 그러므로 이 연구의 목적은 기계적 응력이 사람 치주인대세 포의 세포증식과 세포주기 조절인자의 발현에 미치는 영향을 연구하기 위하여 사람 치주인대 세포에 기계적 응력을 가한 후 세포증식을 관찰하고 , 세포주기조절인자들인 p 53 , $p21^{WAF1/CIP1}$ cyclin-dependent kinases(cdks), cyclins 및 proliferating cell nuclear antigen(PCNA)의 단백질 발현 변화를 연구하였다. 본 연구에 사용한 사람 치주인 대세포는 교정치료를 목적으로 발거한 건전한 사람 소구치의 치주인대로부터 explantation culture하여 얻은 후 계대배양을 시행하여 제6 계대의 세포를 사용하였다. 배양한 사람 치주인 대세포를 55-mm Petriperm dish당 $1{\times}10^4$ 개를 분주하고, dish당 1kg의 기계적 응력을 가하면서 12일동안 세포배양을 시행하였다. 사람 치주인대세포의 세포증식은 기계적 응력을 가한 후 8-12일 사이에 현저히 증가하였으며, PCNA 단백질의 발현은 기계적 응력을 가한 후 6-10일 사이에 현저히 증가하였다. 또한 기계적 응력은 사람 치주 대세포의 cdk4, cdk6, cdk2 및 cyclin D1 단백질의 발현을 다소 증가 시켰으나, p53 및 $p21^{WAF1/CIP1}$ 단백질의 발현은 큰 변화가 없었다. 이상의 결과 서 기계적 응력은 사람 치주인대세포 의 p53 및 $p21^{WAF1/CIP1}$ 단백질 발현의 변화 없이 cdks 단백질 발현을 증가시킴으로써 세포증식을 증가시키는 것으로 생각된다.

치주인대세포의 골기질 단백질 유전자 발현에 대한 Dexamethasone의 영향

정하봉,박진우,서조영,Chung, Ha-Bong,Park, Jin-Woo,Suh, Jo-Young 대한치주과학회 2002 Journal of Periodontal & Implant Science Vol.32 No.3

치주조직 재생을 위해서는 새로운 백악질과 치조골 그리고, 치주인대의 재생이 필요하며, 이러한 재생을 담당할 세포의 분화가 필수적이다. 이러한 분화를 담당하는 것은 치주인대세포이며, 이 중 골아세포의 분화가 중요하다. 본 실험의 목적은 치주조직 재생에 있어서 중요한 요소인 치주인대세포의 골아세포성 세포로의 분화를 관찰하며, Dex가 광물화에 미치는 영향과 농도에 따른 차이를 알아보고자 시행하였다. 또한, 광물화시 발현되는 여러 골기질 단백질 중 Matrix GlaProtein의 발현양상도 관찰하였다. 교정치료를 목적으로 내원한 환자의 제1소구치 부위의 정상치은을 절제하고, 건강한 제1소구치를 발거하여 치은섬유아세포와 치주인대세포를 분리, 배양하여, ascorbic acid와 ${\beta}$-glycerophosphate 투여군을 실험1군, ascorbic acid, ${\beta}$-glycerophosphate, Dex 100nM 투여군을 실험 2군, ascorbic acid, ${\beta}$-glycerophosphate, Dex $5{\mu}M$ 투여군을 실험3군, 그리고, 단순 배양만 시킨군을 대조군으로 하여 비교하였다. 시간경과에 따른 치주인대세포 형태의 변화 양상은 초기에 방추형 혹은 다각형의 단일층 형태에서 7일경에는 세포 크기와 수가 증가하여 복합층 형태로 변화했으며, 배양 14일 이후에는 세포들의 방향성이 없어지고, 더욱 치밀해 졌다. 골 결절형성은 치주인 대세포의 Dex 투여군에서만 21일째에 나타났으며, $5{\mu}M$ 투여군에서 100nM 투여군보다 더 많이 나타났다. ALP 활성도를 비교해보면 치주인대세포에서 0, 7일 경에는 활성도를 보이지 않았으며, 14일경에 높은 활성도롤 나타냈으며, 21일에도 비슷한 활성도를 유지하였다. MGP 유전자 발현 양상은 대조군과 실험군 모두에서 Matrix Gla Protein에 대한 유전자의 발현이 나타났으며,그 발현양상은 모든 시기에서 일정하였다. 이상의 결과로 보아 치주인대세포는 골아세포로의 분화가 가능하며, Dex는 농도의존적으로 광물화에 영향을 미치는 것으로 사료된다. 그리고, MGP는 치주인대세포에서 발현이 감지되었으며, 광물화에는 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다. The purpose of this study were to determine that dexamethasone(Dex) induces differentiation of periodontal ligament(PDL) cells to osteoblastic cells and to investigate expression of matrix Gla protein(MGP), which is one of bone matrix protein. The isolated human PDL cells and gingival fibroblasts were prepared and cultured. The fourth or sixth sub-passage cells were used in this experiments. control group, ascorbic acid and ${\beta}$-glycerophosphate treated group, ascorbic acid, ${\beta}$-glycerophosphate and l00nM Dex treated group, ascorbic acid, ${\beta}$-glycerophosphate, and 5 ${\mu}M$ Dex treated group were made for study. The results were as follows: Cellular morphological change of PDL cells according to time was investigated. At first, the cells exhibited confluent monolayer of spindle or polygonal appearance. The multilayer of cells were seen after 7 days of treatment. After 14 days, the cells lost polarity and were densely packed. The mineralized nodule formation was seen at 21 days in the only Dex treated PDL cell groups. In the gingival fibroblast groups and no Dex treated PDL cell groups, the mineralized nodule was not seen. The mineralized nodule formation of 5 ${\mu}M$ Dex treated group was higher than 100 nM Dex treated group. Alkaline phosphatase(ALP) activity was higher in the Dex treated PDL cell groups of 14 and 21 days than 0 and 7 days. MGP was expressed in the control and all experimental groups and the expression was constant at 0,7,14,21 day. The above results confirm that Dex is affected to differentiation of the PDL cells to osteoblastic or cementoblastic cells and has dose-dependent effect for mineralization. And, MGP is expressed in the PDL cells and is not affected to mineralization of PDL cells.

Effects of nicotine on the attachment and proliferation of periodontal ligament cells, and reversibility of nicotine-induced cytotoxicity

김혜경,박진우,최병주,서조영,Kim, Hye-Kyung,Park, Jin-Woo,Choi, Byung-Ju,Suh, Jo-Young The Korean Academy of Periodontoloy 2005 Journal of Periodontal & Implant Science Vol.35 No.2

본 실험은 흡연이 치주인대세포의 기능에 미치는 영향을 알아보기 위해 담배 부산물 중 하나인 니코틴이 지주인대세포의 부착과 성장 및 세포의 가역성에 미치는 영향을 관찰하였다. 니코틴이 치주인대세포의 부착에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 치주인대세포에 니코틴을 투여한 후 1, 3, 6, 12, 24시간째 trypan blue 염색 후 부착된 세포수의 측정과 H&E stain후 형태학적 관찰을 하였고 니코틴이 치주인대세포의 성장에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 치주인대세포에 니코틴을 투여한 후 1, 4, 7, 11, 14일째 trypan blue 염색 후 증식된 세포수의 측정과 H&E stain후 형태학적 관찰을 하였다. 또 니코틴의 세포독성효과의 가역성 평가를 위하여 니코틴을 투여하고 1, 4, 7, 11일째 니코틴이 없는 새로운 배지로 갈아주어 2일 더 배양한 후 trypan blue로 염색하여 세포수를 측정, 비교하였고 H&E 염색 후 형태학적 관찰을 하였다. 실험결과 니코틴 농도가 증가함에 따라 치주인대세포의 부착율은 감소되었고 24시간 배양 후 2mg/ml, 0.5mg/ml, 0.1mg/ml니코틴 투여군에서 통계학적으로 유의성 있는 부착억제가 관찰되었고(P<0.01) 형태학적 관찰결과 2mg/ml, 0.5mg/ml 니코틴 투여군에서는 대조해서 관찰되는 세포질의 확장이 관찰되지 않았다. 니코틴이 치주인대세포의 증식에 미치는 효과를 살펴본 결과 2mg/ml, 0.5mg/ml, 0.1mg/ml 니코틴 투여군에서 증식억제가 관찰되었고(P<0.01) 0.005mg/ml이하의 니코틴 투여군에서는 아무런 변화도 관찰되지 않았다. 14일 배양 후 형태학적 관찰결과 0.1mg/ml 니코틴 투여군에서 세포질내 공포를 관찰할 수 있었고 2mg/ml, 0.5mg/ml 니코틴 투여군에서는 세포의 괴사가 나타났다. 니코틴의 세포독성효과의 가역성평가결과 2mg/ml이상의 니코틴은 세포에 비가역적인 손상을 일으키며 0.5mg/ml, 0.1mg/ml 니코틴에 의한 세포독성은 초기에는 가역적이나 장기간 세포에 노출시키면 비가역적인 손상을 야기하는 것으로 나타났다.(P<0.05) 본 실험결과 담배의 구성성분 중 니코틴은 농도 의존적으로 치주인대세포의 부착과 증식에 영향을 주었고 니코틴의 치주인대세포에 대한 독성효과는 농도가 증가할수록, 시간이 지닐수록 비가역적으로 나타났다. 따라서 흡연은 치주조직재생에 영향을 미칠 것으로 생각되며 흡연의 기간과 정도가 치주질환의 심도 및 치주치료 후 불량한 치유반응과 관계가 있을 것으로 사료된다.

1,25-Dihydroxyvitamin D₃가 치주인대세포활성 및 실험적 치아이동에 미치는 영향에 관한 연구

김성우(Sung-Woo Kim),박동권(Dong-Kwon Park),김상철(Sang Cheol Kim) 대한치과교정학회 1997 대한치과교정학회지 Vol.27 No.2

교정치료시 치아이동은 치주인대세포를 매개로 골조직의 개조가 일어나는 과정으로서 골조직의 성장과 개조는 조골세포, 파골세포 및 그 전구헤포의 증식, 분화 및 활성에 영향을 미치는 여러가지 전신적 인자와 국소적 인자에 의하여 조절되고 있다. 1,25-Dihydroxyvitamin D₃의 대사물로서 경조직에 있어서 칼슘과 인산의 이동에 중요한 역할을 담당하고 있는 것으로 알려져 있으나 치주인대에 대한 1,25-Dihydroxyvitamin D₃의 생물학적 기능은 잘 알려져 있지 않다. 1,25-Dihydroxyvitamin D₃가 치주인대세초의 활성에 미치는 영향을 관찰하고자 10 25, 50, 100ng/ml농도의 1,25-Dihydroxyvitamin D₃를 배양 치주인대세포에 첨가하여 배양 1, 2, 3일 후 M.T.T. 방법으로 세포의 활성을 관찰하였으며, 백서의 실험적 치아이동시 치주인대 내에 1,25-Dihydroxyvitamin D₃를 투여하여 12, 24, 36, 48, 72시간 및 7일 후의 조직 변화 소견을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 10ng/ml, 25ng/ml 농도의 1,25-Dihydroxyvitamin D₃를 치주인대세포에 가한 후 배양 1, 2 3일째의 실험군 활성은 대조군과 차이가 없었다. 2. 50ng/ml농도의 1,25-Dihydroxyvitamin D₃를 치주인대세포에 가한 후 배양 3일째의 활성은 대조군에 비하여 유의하게 증가되었으며 100ng/ml농도에서는 배양 2, 3일째에 유의하게 많았다. 3. 백서에 교정력을 가한 후 인장측에서의 골아세포 활성, 치주인대섬유의 파열, 모세혈관 증식은 투여한 7일까지 1,25-Dihydroxyvitamin D₃ 투여측과 대조측 간에 차이가 없었다. 4. 교정력을 가한 후 36시간부터 1,25-Dihydroxyvitamin D₃를 투여한 압박측의 파골세포 활성 및 치조골 흡수량이 증가하였다. 이와 같은 결과로, 50-100ng/ml 농도에서 1,25-Dihydroxyvitamin D₃의 농도와 배양기간에 비례하여 치주인대세포의 활성이 증가하였으며 1,25-Dihydroxyvitamin D₃가 투여한 36시간 부터 파골세포의 활성과 그에 따른 치조골 흡수량 증가에 영향을 미쳤다고 사료된다. . Vitamin D is known to exert its action by activating DNA and RBA within target cells to produce proteins and enzymes that can be used in bone resorption process. Particularly, the active form of vitmain D, 1,25-dihydroxycholecalciferol [1,25-(OH)₂D₃], is considered to be one of the most potent stimulators of osteoclatic acitivity in vitro. The purpose of this study was to evaluate the effect of1,25-Dihydroxyvitamin D₃ on the avtivity of periodotal ligament cells and, the experimental tooth movement. Human periodontal ligament cells were collected from the first premolar tooth extracted for the orthodontic treatment, and were incubated in the environment of 37°C, 5% CO₂ and 95% humidity. Microtitration{(MIT) assay was done at 10, 25, 50 and 100ng/ml of 1,25-Dihydroxyvitamin D₃. 21 Sprague-Daft rats were divided into a control gmup(3), and experimental groups(18) where 100g of force from helical spring was applied across the maxillary incisors 1,25-Dihydroxyvitamin D₃ was injected into periodontal ligament at the mesial or distal surface of maxillary incisors so that we can compare the control side and the experimental side. Expreimental groups were sac rifled at 12, 24, 36, 48, 72hours and 7 days after force application, respectively. And the obtained tissues were evaluated histologically. The observed results were as follows. 1. The activity of periodontal ligament cells in l0ng/ml or 25ng/ml of 1,25-Dihydroxyvitamin D31,25-Dihydroxyvitamin D₃ was not significantly different to the control at the cultivation of 1, 2 and 3 days. 2. The activity of periodontal ligament cells was significantly increased at 3 days in 50 ng/ml of 1,25-Dihydroxyvitamin D₃ and 2, 3 days in 100g/ml of 1,25-Dihydroxyvitamin D₃. 3. Up to 7 days after force application, there was no difference in osteoblastic activity, tearing of periodontal ligament and proliferation of capillary at tension side between 1,25-Dihydroxyvitamin D₃ injection side and the control side. 4. The osteoclastic activity and the resorption of alveolar bone was greater in 1,25-Dihydroxyvitamin D₃ injection side than the control side at 36 hours after force application.

The Effect of the IGF-Ⅰ treated Gingval and Periodontal Ligament Fibroblast on Osteoblasts

Kim, Mi Jeong,Yang, Won Sik 대한치과교정학회 2001 대한치과교정학회지 Vol.31 No.6

이 연구의 목적은 IGF-I의 골모세포에 대한 직접적 작용효과와 IGF-I이 섬유모세포에 유리된 인자를 포함한 조절 배양액이 골모세포에 어떤 영향을 미치는지에 대해 각각 치주인대 섬유모세포와 치은 섬유모세포를 이용하여 알아본 후, 치조골의 반응을 외적자극과의 사이에서 매개하는 치주인대의 주세포군인 섬유모세포를 통한 IGF-I의 골모세포에 대한 영향을 알아보는 것이다. 이를 위해 치주인대 섬유모세포와 치은 섬유모세포를 6-8주된 백서(Sprague-Dawley rat)에서 채집하고, 골모세포는 태생 21일된 동종백서에서 채집하여 기본배양을 한 후, 각 군을 6군으로 분리하여 1×10^4/well, (1ml/well)세포수로 분주한 골모세포 배양접시에 IGF-I을 1,10,100ng/ml로 각각 농도를 달리하여 그 효과를 알아보았다. 각각의 군은 대조군, IGF-I을 직접 투여한 골모세포 배양군, 치주인대 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 골모세포 배양군, IGF-I으로 처리한 치주인대 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 골모세포 배양군, 치은 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 골모세포 배양군, IGF-I으로 처리한 치은 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 골모세포 배양군이다. 조절배양액은 배양 36시간후(IGF-I 처리후 12시간 배양 포함) 채집하였고, 마지막으로 IGF-I 및 조절배양액으로 처리한 후에 추가 24시간 배양한 후, Alkaline phoaphatase 활성도, Western blot을 이용한 BMP발현, MTT를 이용한 세포증식, BCA kit을 이용한 총단백질량 측정, Western blot을 이용한 교원질합성 계측 및 골결절의 생성을 관찰하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. Alkaline phosphatase활성은 10, 100ng/ml의 IGF-I으로 처리한 군과 치주인대 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 군, IGF-I으로 처리한 치주인대 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 군에서 대조군보다 더 높게 나타났다. 10, 100ng/ml의 IGF-I으로 처리한 치주인대 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 실험군에서 유의성 있게 높게 나타났다. 2. 100ng/ml농도의 IGF-I으로 직접 처리한 군에서 골모세포증식이 유의성 있게 증가하였다. 3. 총단백질량은 IGF-I투여와 상관없이 대조군, 실험군 모두 유사하였다. 4. 모든 실험군에서 BMP2,4가 발현되었고, 대조군과 유의한 차이는 없었다. 이상의 결과에서 IGF-I의 투여여부와는 상관없이 치주인대 섬유모세포가 유리하는 물질이 골모세포의 활성을 증가시키는 것으로 나타났으며, IGF-I은 고농도일때만 유의성있게 골모세포 활성을 촉진함을 알 수 있었다. 따라서 이 연구를 통하여 치주인대 섬유모세포가 골모세포활성을 촉진 시키는 작용을 가지고 있음이 확인되었다. Insulin-like growth factor I (IGF-I) has the local tissue regulating actions. In bone, IGF-I increases the replication of osteoblastic lineage, probably preosteoblasts, and enhances osteoblastic collagen synthesis and matrix composition rates. The purpose of this study was to investigate the local regulatory effect of IGF-I on periodontium totally, both in an autocrine and paracrine manner. To examine the effect of IGF-I directly on osteoblast (OB) of test rats, and indirectly on OB via periodontal ligament fibroblast (PDLF), and the effect of gingival fibroblast (GF) on OB via cellular paracrine manner for the understanding of humoral action of adjacent tissue, GF and PDLF were obtained from male Sprague-Dawley rats of six to eight weeks of age. OB was obtained from frontal and parietal calvarial bone of Sprague-Dawley 21day-old-fetus. After each cell was incubated 24 hours, for collecting conditioned medium, different concentrations of IGF-I (1,10,100 ng/ml, 1ml/well) was adding in the GF, PDLF cells, and the supernatant from these cultures was put into the primary OB culture with 1×10^4 cell/ml/well. The experimental group was divided into six groups-control OB. IGF-I treated OB, OB culture with conditioned medium from PDLF, OB culture with conditioned medium from IGF-I treated GF. After final IGF-I treatment, OB was incubated for 24 hours, and alkaline phosphatase activity assay, BMF expression, cell proliferation measurement using MTT assay, total protein measurement, collagen synthesis assay using western blot, and examination of bone nodule synthesis were done. Alkaline phosphatase expressions were increased in the group of PDLF-IGF-I supernatant treatment. Direct IGF-I treatment with concentrations of 100ng/ml showed increased viable cell number measured by MTT assay. AND IGF-I treatment did not increase total protein amount. The entire experimental group showed BMP2, 4 expression in western blot, and there was no significant difference between control and experimental groups. These results suggested that supernatant from PDLF effects on increasing cellular activities of OB regardless of IGF-I, and at high concentration, IGF-I increases OB cell proliferation.

The effect of tumor necrosis factor (TNF)-αto induce matrix metalloproteinase (MMPs) from the human dental pulp, gingival, and periodontal ligament cells

임은미,박상혁,김덕수,김선영,최경규,최기운 大韓齒科保存學會 2011 Restorative Dentistry & Endodontics Vol.36 No.1

연구목적: 본 연구는 in vitro 상에서 치수, 치은, 치주인대 세포를 neuropeptide (substance P, Calcitonin gene related peptides (CGRP))및 inflammatory cytokine (TNF-α) 으로 자극 시 matrix metalloproteinase (MMPs)의 생성 및 발 현을 관찰한 것으로 치아와 치아 주변 조직에 염증이 존재할 경우 neuropeptide 및 inflammatory cytokine과 치아 경조직 혹은 치조골의 remodeling에 중요한 역할을 하는 matrix metalloproteinase (MMPs)와의 관계를 규명하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 시편으로는 우식이 없는 건전한 제3대구치(n = 10)를 사용하였으며, 발거 후 즉시 Phosphate buffered saline (PBS)에 보관하고 치아에서 치은과 치주인대 조직을 채취하였다. 치아를 종축으로 절단하고 치수 조직을 채취하여 조각으로 분리한 후 시편을 PBS에서 세 번 세척하였다. Plate에 치수, 치은, 치주인대 시편 조각을 위치시켜 Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM)을 첨가하여 세포를 배양하였다. 치수, 치은, 치주인대 세포를 culture dish에서 confluence에 도달할 때 까지 배양하여 Fetal Bovine Serum (FBS)가 포함되지 않은 배지로 교환하여, 37℃에서 24시간 동안 배양한 후 Phosphate buffered saline (PBS)로 1회 세척하고 Substance P (10-8 M, 10-5 M)가 포함된 배양액과 Mock (배양액만 포함됨)으로 4시간, 24시간동안 자극하였다. CGRP (10-6 M)을 함유한 배양액 및 TNF-α(2 ng/mL)를 포함한 배양액으로 각각 24시간동안 세포를 자극하였다. 각각 다른 농도의 TNF-α(2 ng/mL, 10 ng/mL, 100 ng/mL)를 포함한 배양액으로 24시간 동안 세포를 자극 한 후 RNase protection assay 및 Enzyme linked immunosorbent assay를 시행하 였다. 결과: SP와 CGRP는 치수, 치은, 치주인대 세포의 MMPs발현에 관여 하지 않았다. TNF-α로 24시간 자극 시 치수, 치은, 치주인대 세포에서 MMP-1,-12, -13의 발현을 증가시켰다. 반면, TNF-α는 치수, 치은, 치주인대 세포들에서 TIMP-3의 발현을 감소시켰다. 서로 다른 농도의 TNF-α(2 ng/mL, 10 ng/mL, 100 ng/mL)로 24시간 자극 시 MMP-1과 MMP- 13의 발현이 증가하였다. 결론: 치아와 치아 주변 조직에 염증이 존재 시 TNF-α가 증가함에 따라 치수, 치은, 치주인대로부터의 치아의 경조직 혹은 치조골의 remodeling에 관여하는 matrix metalloproteinase (MMPs)가 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다. Objectives: In the present study, three kinds of tissues cells (pulp, gingiva, and periodontal ligament) were investigated if those cells express MMP and TIMP when they were stimulated with neuropeptides (substance P, CGRP) or proinflammatory cytokine, TNF-α. Materials and Methods: The cells cultured from human dental pulp (PF), gingiva (GF) and periodontal ligament were (PDLF) stimulated with Mock, SP, TNF-α, and CGRP for 24 hrs and 48 hrs. for an RNase protection assay and Enzyme Linked Immunosorbent Assay. Cells (PF, GF and PDLF) seeded in 100 mm culture dish were stimulated with SP (10-5, 10-8 M) or only with medium (Mock stimulation) for 4hrs and for 24 hrs for RNase Protection Assay, and they were stimulated with CGRP (10-5 M) and TNF-α(2 ng/mL) for 24 hrs and with various concentraion of TNF-α(2, 10, and 100 ng/mL) for Rnase Protection Assay with a human MMP-1 probe set including MMP 1, 2, 8, 7, 8, 9, 12, and TIMP 2, 3. In addition, cells (PF, GF and PDLF) were stimulated with Mock and various concentraion of TNF-α(2, 10, and 100 ng/mL) for 24 hrs and with TNF-α(10 ng/mL) for 48 hrs, and the supernatents from the cells were collected for Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA) for MMP-1 and MMP-13. Results: The expression of MMPs in PF, GF, PDLF after stimulation with SP and CGRP were not changed compared with Mock stimulation for 4 hrs and 24 hrs. The expression of MMP-1, -12, -13 24 hrs after stimulation with TNF-αwere upregulated, however the expression of TIMP-3 in PF, GF, PDLF after stimulation with TNF-αwere downregulated. TNF-α(2 ng/mL, 10 ng/mL, 100 ng/mL) increased MMP-1 and MMP-12 expression in PF dose dependently for 24 hrs. Conclusions: TNF-αin the area of inflammation may play an important role in regulating the remodeling of dentin, cementum, and alveolar bone. [J Kor Acad Cons Dent 2011;36(1):26-36.]

사람 치수 세포와 치주 인대 세포의 유전자 발현에 관한 비교 연구

소현,박상혁,최기운 대한치과보존학회 2009 Restorative Dentistry & Endodontics Vol.34 No.5

The purpose of this study was to characterize functional distinction between human dental pulp cells(PC) and periodontal ligament cells(PDLC) using cDNA micro array assay and to confirm the results of the microarray assay using RT-PCR. 3 genes out of 51 genes which were found to be more expressed(>2 fold) in PC were selected, and 3 genes out of 19 genes which were found to be more expressed(>2 fold) in PDLC were selected for RT-PCR as well. According to this study, the results were as follows: 1. From the micro array assay, 51 genes were more expressed (2 fold) from PC than PDLC. 2. RT-PCR confirmed that ITGA4 and TGFβ2 were more expressed in PC than in PDLC 3. From the micro array assay, 19 genes were more expressed (2 fold) from PDLC than PC. 4. RT-PCR confirmed that LUM, WISP1. and MMP1 were more expressed in PDLC than in PC. From the present study, different expression of the genes between the PC and PDLC were characterized to show the genes which play an important role in dentinogenesis were more expressed from PC than PDLC, while the genes which were related with collagen synthesis were more expressed from PDLC than PC. 본 연구는 사람 치수세포 및 치주인대세포의 차이를 알아보고자 배양한 각각의 세포를 CDNA microarray assay를 통하여 유전자의 발현정도의 차이를 비교하였다. 그 결과를 바탕으로 각각의 세포에서 2배 이상의 유전자 발현의 차이를 보이는 유전자중 특징적인 3가지 유전자를 선택하여 RT-PCR로 검증한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다; 1. Microarray assay 결과, 치주인대 세포에 비해 치수 세포에서 2배 이상 발현한 유전자 수는 총 51개가 나타났다. 2. RT-PCR의 결과, 치주인대세포에 비해 치수 세포에서 ITGA4, TGF-β2 등이 높게 나타났다. 3. Microarray assay결과, 치수 세포에서 비해 치주인대 세포에서 2배 이상 발현한 유전자 수는 총 19개가 나타났다. 4. RT-PCR의 결과, 치수 세포에 비해 치주인대세포에서 LUM, WISP1, MMP1 등이 높게 나타났다. 본 연구 결과로 치수세포에는 상아질 형성에 관여하는 특징적인 유전자가 치주인대세포에 비해 높게 발현되었으며, 치주인대세포에는 교원질 합성에 관여하는 특징적인 유전자가 치수세포에 비해 높게 발현되어, 치수세포와 치주인데 세포는 유전자 발현의 차이가 나타남을 알 수 있었다.