Hyaluronan이 TMJ synoviocyte에서 nitric oxide의 생성에 미치는 영향

Abstract

[한글]

Hyaluronan 과 nitric oxide와의 관련성에 대한 실험동물연구가 슬관절 (knee joint) 에서 Takahashi (2000, 2001) 와 kobayashi (2002) 등에 의해서 시행 되었으나 측두하악관절 (TMJ) 에서 연구는 Alpaslan (2000) 의 임상적 연구가 있었으나 조직학적 표본을 이용한 연구는 없는 실정이다. 물론 hyaluronan 이 TMJ 에서의 임상적 효능에 대한 연구가 많이 이루어졌으나 nitric oxide와의 관련성에 대한 연구는 부족한 실정이다. 이에 이 연구는 hyaluronan 이 실험동물 내에서 nitric oxide생성에 미치는 영향을 알아보고자 인위적으로 carrageenan 으로 유도된 TMJ synovitis를 가진 rat 에서 고분자 (high molecular weight) 인 exogeneous hyaluronan을 주입하여 nitric oxide의 생성에 관여하는 iNOS (inducible nitric oxide synthetase) 의 발현과 이의 생성을 signalling 하는 NF-κB pathway의 발현을 synoviocyte 에서 immunohistochemistry 로 관찰하고 이 외에 부가적으로 세포증식 (cell proliferation) 과 세포사멸 (cell apoptosis) 에 어떠한 영향을 미치는가를 알아보기 위함이다.

실험동물 중 아무 조작을 시행하지 않은 I군과 saline을 주입한 II군 그리고 carrageenan으로 인위적 synovitis을 유도한 후 hyaluronan을 관절 내에 주입하지 않은 III군과 synovitis 유도 후 hyaluronan을 주입한 IV군으로 나누었다. III군 과 IV군 사이에 iNOS, NF-κB의 발현을 면역조직학적 소견을 비교하여 hyaluronan이 nitric oxide의 생성에 어떠한 영향을 미치는 지와 세포증식 정도를 면역조직학적 방법으로 관찰하고 세포사멸 정도를 TUNEL staining으로 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

Carrageenan 으로 유도된 III 군이 아무런 조작을 하지 않은 I 군이나 saline 만을 주입한 II군에 비해서 iNOS 와 NF-κB, PCNA immunoreactivity 가 증가된 양상을 나타내었으나 TUNEL staining 에서는 차이가 없었다. Carrageenan 으로 유도된 III군과 IV군사이의 비교에서 hyaluronan 을 주입한 IV군이 주입하지 않은 III군에 비해서 iNOS immunoreactivity, NF-κB immunoreactivity, PCNA immunoreactivity 가 감소되는 양상을 보였다. Carrageenan 으로 유도된 III군과 IV군사이의 비교에서 hyaluronan 을 주입한 IV군과 주입하지 않은 III군 사이에 tunnel staining 의 차이는 보이지 않았다.

이상의 결과로 hyaluronan을 주입하는 것이 carrageenan으로 유도된 synovitis가 있는 활막에서 관여되는 여러 염증전구물질중의 하나인 nitric oxide의 생성과 세포 증식을 조절함에 영향을 미치며 세포사멸에는 큰 영향을 보이지 않는 것으로 사료된다. 이와 같이 염증성 질환에서의 hyaluronan 의 주입은 nitric oxide의 감소와 세포증식의 감소를 통하여 염증반응을 억제하여 관절기능의 회복에 중요 역할을 한다.

[영문]This study was performed to evaluate the effectiveness on the nitric oxide synthesis, cell proliferation and cell apoptosis in the synovial membrane when the intraarticular injection of high molecular weight exogeneous hyaluronan (sodium hyaluronate) in the carrageenan-induced synovitis of rat TMJ is done. The expressions of iNOS, which participate in nitric oxide production, and NF-κB, which is involved cell signals of iNOS from the four groups were immunohistochemically compared by iNOS immunohistochemistry, NF-κB immunohistochemistry. Cell proliferation and apoptosis were compared by PCNA immunohistochemistry and TUNEL staining.

Twenty rats were classified into 4 groups. The four groups included the control group I, the saline-injected group II, the carrageenan-induced synovitis group III, and the carrageenan-induced synovitis with hyaluronan injection group IV.

The results were as follows.

1. Group III showed increased iNOS, NF-κB, and PCNA immunoreactivity than group

I or group II.

2. In comparing the two carrageenan-induced groups, Group IV showed decreased iNOS/immunoreactivity than Group III.

3. In comparing the two carrageenan-induced groups, Group IV showed decreased

NF-κB immunoreactivity in some areas than Group III.

4. In comparing the two carrageenan-induced groups, Group IV showed decreased PCNA immunoreactivity than Group IV.

5. In comparing the two carrageenan-induced groups, Group III and Group IV did

not show any differences in tunnel staining.

These results suggest that injection of hyaluronan into the joint space of rat TMJ synovitis induced by carrageenan is made it to decrease the synthesis of nitric oxide and cell proliferation in the synovial membrane. But it does not have a significant effect on cell apoptosis. Injection of hyaluronan into the joint space as therapy of TMJ inflammatory disease has advantage on the diminishment of inflammatory cascade by involvement of iNOS and cellular interaction