Treponema lecithinolyticum lipopolysaccharide에 의한 matrx metalloproteinase-9의 발현

Abstract

[한글]

골 흡수는 혈관으로부터 파골세포 (osteoclsat) 전구세포의 이동과 골 표면에서 파골세포의 형성과정의 두단계를 거쳐 유도된다. 파골세포 전구세포의 화학주성인자인 stromal cell-derived factor (SDF)-1 및 세포외기질을 분해하는 matrix metalloproteinase (MMP)-9은 파골세포 전구세포의 이동시 중요한 역할을 한다. 치주염은 치태세균에 의하여 치아지지조직인 치조골이 파괴되는 염증성질환으로 치아상실의 주된 원인이다. 치주염환자의 치태내 분포도가 높은 것으로 보고되 치주염에 있어서 중요성이 제시된 Treponema lecithinolyticum은 배양이 까다로워 다른 치주염관련세균에 비해 독성인자에 대한 연구가 더디게 진행되어 왔으며 본 세균의 LPS에 의한 골흡수기전은 밝혀져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 T. lecithinolyticum으로부터 lipopolysaccharide (LPS)를 분리하여 LPS가 골조직 세포의 MMP-9 및 SDF-1의 발현에 미치는 영향을 평가하였다.T. lecithinolyticum LPS는 Escherrichia. coli LPS와는 band pattern의 양상이 다르게 나타났으며 T. lecithinolyticum LPS는 MMP-9의 발현을 증가시켰으나 SDF-1의 발현에는 영향을 미치지 않았다. PGE2는 MMP-9의 발현을 증가시켰으며 PGE2 생성 억제인자인 NS398은 T lecithinolyticm LPS에 의한 MMP-9 발현을 억제하였다.이들 결과는 T. lecithinolyticum LPS가 PGE2를 매개로 골흡수유도물질의 활성화 및 파골세포 전구세포의 이동에 관여하는 MMP-9의 발현을 증가시킴으로써 치주염시 야기되는 치조골파괴에 관여할 수 있음을 시사한다.

[영문]Bone resorption involves sequential stages of osteoclast precursor migration and differentiation of osteoclast precursors into multinucleated osteoclasts. Stromal cell derived factor (SDF)-1 is a chemotactic factor for osteoclast precursor migration. Matrix metalloproteinase (MMP)-9 is involved in migration of osteoclast precursors and activation of interleukin (IL)-1β. Alveolar bone destruction is a characteristic feature of periodontal disease. Treponema lecithinolyticum is a oral spirochete isolated from the periodontal lesions. The effect of lipopolysaccharide (LPS) from T. lecithinolyticum on expression of SDF-1 and MMP-9 was examined in cocultures of bone marrow cells and osteblasts derived from mouse calvariae.T. lecithinolyticum LPS increased expression of MMP-9 in the coculture. Polymyxin B, an inhibitor of LPS, abolished the increase of MMP-9 mRNA expression by LPS. LPS did not increase the expression of SDF-1, IL-1β and tumor necrosis factor (TNF)-α mRNA in cocultures. Prostaglandin E2 (PGE2) up-regulated the expression of MMP-9 and NS398, an inhibitor of PGE2 synthesis, down-regulated the induction of MMP-9 expression by T. lecithinolyticm LPS.These results suggest that T. lecithinolytium LPS increases MMP-9 expression in bone cells via PGE2 and that the induction of MMP-9 expression by T. lecithinolyticum LPS is involved in alveolar bone destruction of periodontitis patients by the increase of osteoclast precursor migration and the activation of bone resorption-inducing cytokine.