Treponema lecithinolyticum 및 Treponema denticola 분쇄액에 의한 파골세포 형성효과

Abstract

[한글]

성인에서 치아 상실의 주 원인은 치주질환으로 알려져 있는데, 주요 증상은 치조골 파괴로서 이는 정상적인 골개조 즉 골생성 및 골흡수의 불균형에 의해 야기되며, 골개조의 불균형은 치태내 존재하는 세균에 의한 것으로 여겨지고 있다. Treponema (f)는 치주염 환자와 깊은 연관성을 갖고 있으며 이 중 T. denticola는 골흡수를 유도하는 것으로 보고되었으나 작용기전이 밝혀져 있지 않으며, 최근에 분자적 역학 연구방법을 이용하여 치주염환자의 치태내 T. denticola 이외에 T. lecithinolyticum도 높은 빈도로 존재하는 것으로 보고되었지만 이들의 치조골파괴의 연관성에 대해서는 알려진 바 없다. 따라서 치주염시 T denticola와 T. lecithinolyticum의 역할 및 골흉수 기전에 대한 기본적인 자료를 제공 하고자 본 연구에서는 T. lecithinolyticum 및 T. denticola 분쇄액에 의한 세포독성능 및 파골세포 형성능을 평가하였다. 세포독성능은 MTT (3-[4,5-dimethlthiazol-2-yl-]-2, 5-diphenyltetrazolium bromide) 측정법 그리고 파골세포형성능은 파골세포 전구세포 및 조골세포를 같이 배양하여 파골세포 분화를 유도하는 혼합배양법(co-culture system)을 사용하여 평가하였으며, 형성된 파골세포의 수는 파골세포분화 표식인자인 tartrate resistant acid phosphatase (TRAP)염색을 실시한 후 TRAP 양성 다핵세포의 수를 세어 확인하였다.

1. 파골세포 전구세포 및 조골세포의 증식억제는 T. denticola 분쇄액의 농도 2.5 ∼ 250㎍/㎖에서 나타났으나, T. lecithinolyticum 분쇄액은 동일한 농도 범위에서 이들 세포의 증식을 억제하지 않았다

2. 파골세포는 두 균주 분쇄액 모두 0.25-25㎍/㎖농도 범위에서 형성되었으며 농도가 중가함에 따라 그 수도 증가하였다.

3. 두 균주 분쇄액을 열처리한 경우 분쇄액 (25㎍/㎖)에 의한 파골세포 형성이 감소하였다.

4. PGE2 생성억제인자인 indomethacin을 동시에 처리한 경우 두 균주 분쇄액 (25㎍/㎖)에 의한 파골세포 형성이 감소하였다.

이러한 결과는 T. lecithinolyticum 및 T. denticola 분쇄액이 파골세포 형성을 유도하여 골조직세포에 손상을 주며, 균주의 성분 중 열에 불안정한 물질이 PGE2를 매개로 파골세포 분화를 유도하여 치주염시 야기되는 치조골 파괴에 관여할 것으로 생각된다.

Effect of sonicated extracts of Treponema denticola and Treponema lecithinolyticum

on osteoclast differentiation

Gook Jin Jeong

Department of Dentistry, The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Associated Professor Yun Jung Yoo, D.D.S., Ph,D)

Alveolar bone destruction is characteristics of periodontal disease. It has been

shown that some periodontal pathogens or their metabolic products can stimulate

bone resorption. However the effect of Treponema denticola and Treponema

lecithinolyticum, identified by DNA probe as being the predominant spirochetes in

periodontal lesion, on osteoclast differentiation is not known. The study was

undertaken to determine the effect of sonicated extracts of T. denticola 및 T.

lecithinolyticum on osteoclast differentiation in co-culture system of mouse bone

marrow cells and calvaria cells. The ability of osteoclast formation was estimated

by counting the number of tartrate resistant acid phosphatase (TRAP) positive

cells. Sonicated extracts of these bacteria stimulated osteoclast formation in a

dose dependant manner (p < 0.05). Indomathacin, a inhibitor of prostaglandin

synthesis, decreased osteoclast formation induced by sonicated extracts of both

bacteria (p < 0.05). Extracts induced osteoclast formation was decreased, when

sonicated extracts of these bacteria were heated (p < 0.05). These findings suggest

that T. denticola 및 T. lecithinolyticum induce osteoclast differentiation. Protein

component of these bacteria may play an important role in this process by acting on

a step associated with PGE2 signalling pathway.

[영문]

Alveolar bone destruction is characteristics of periodontal disease. It has been shown that some periodontal pathogens or their metabolic products can stimulate bone resorption. However the effect of Treponema denticola and Treponema lecithinolyticum, identified by DNA probe as being the predominant spirochetes in

periodontal lesion, on osteoclast differentiation is not known. The study was undertaken to determine the effect of sonicated extracts of T. denticola 및 T. lecithinolyticum on osteoclast differentiation in co-culture system of mouse bone marrow cells and calvaria cells. The ability of osteoclast formation was estimated by counting the number of tartrate resistant acid phosphatase (TRAP) positive cells. Sonicated extracts of these bacteria stimulated osteoclast formation in a dose dependant manner (p < 0.05). Indomathacin, a inhibitor of prostaglandin

synthesis, decreased osteoclast formation induced by sonicated extracts of both bacteria (p < 0.05). Extracts induced osteoclast formation was decreased, when sonicated extracts of these bacteria were heated (p < 0.05). These findings suggest that T. denticola 및 T. lecithinolyticum induce osteoclast differentiation. Protein component of these bacteria may play an important role in this process by acting on a step associated with PGE2 signalling pathway.