Treponema denticola 분쇄액이 조골세포 및 파골세포에 미치는 영향

Abstract

[한글]치주질환의 주요 증상은 치조골 파괴로서 이는 정상적인 골개조, 즉 골생성 및 골흡수의 불균형에 의해 야기되며 이러한 불균형은 치은연하치태내에 존재하는 세균에 의해 야기되는 것으로 여겨지고 있다. 치은연하치태내에 존재하는 세균 중 Treponema(T) denticola는 성인 치주염 환자에서 치주질환을 유발하는 주요 원인균으로 알려져 있으며, 이 균주의 증가가 치주질환의 진행에 중요한 지표로 이용된다. T. denticola는 다양한 병원성을 가지고 있으며, 치주염 발생시 이러한 병원성이 골조직에 존재하는 조골세포에 어떠한 영향을 끼치는지를 알아보고, 나아가 골개조 기전에서의 역할에 대한 기본적인 자료를 제공하고자 본 연구에서는 T. denticola 분쇄액이 조골세포 및 파골세포의 분화에 미치는 영향을 관찰하였다. 조골세포 분화억제능은 마우스 두개골세포에서 조골세포 분화의 초기 표현인자인 alkaline phosphatase(ALPase)의 발현정도로 평가하였으며, 마우스 두개골세포의 증식능은 MTT assay를 이용하여 측정하였다. 또한 이 세균이 조골세포에 미치는 영향과 비교하기 위해, 마우스 골수세포와 두개골세포를 함께 배양하는 co-culture system에서 T. denticola에 의한 파골세포 형성능을 관찰하였으며, 형성된 파골세포의 수는 tartrate resistant acid phosphatase(TRAP)염색으로 확인하였다.

1. T. denticola 분쇄액의 농도 0.25, 2.5 μg/ml 에서 마우스 두개골세포의

ALPase 형성능이 감소되었다.

2. T. denticola 분쇄액 (2.5 μg/ml)을 열처리한 경우, ALPase 형성억제능이

열처리를 하지않은 균주와 차이를 보이지 않았다.

3. Prostaglandin E₂(PGE₂)생성억제인자인 indomethacin을 T. denticola 분

쇄액과 함께 처리한 경우에는, T. denticola (2.5 μg/ml)에 의한 ALPase 형성억제능이 indomethacin을 처리하지 않은 경우와 차이를 보이지 않았다.

4. T. denticola 분쇄액은 0.25 및 2.5 μg/ml의 농도에서 마우스 두개골세포의 증식을 억제하지 않았다.

5. T. denticola 분쇄액 (2.5 μg/ml)에 의해 TRAP 양성인 파골세포의 형성이 증가되었다.

이러한 결과는 T. denticola가 파골세포의 형성을 증가시킬 뿐만 아니라, 조골세포의 분화를 억제하여 치주염시 야기되는 골흡수를 유발할 수 있음을 시사하며, T. denticola에 의한 조골세포의 분화억제는 PGE₂가 아닌 다른 매개인자를 통하여, 열에 안정한 물질에 의해 유도되는 것으로 사료된다.

[영문]Periodontitis is an infectious disease associated with loss of alveolar bone. Treponema(T) denticola is often considered as a predominant type of periodontopathic bacteria. It has been known to have various virulence factors, but, its effects on osteoblast and osteoclast differentiation were not clearly elucidated. To investigate the role of T. denticola on alveolar bone destruction, effects of extracts of T. denticola on osteoblast and osteoclast differentiation were examined. Osteoblast differentiation was estimated by the activity of alkaline phosphatase (ALPase) in mouse calvarial cells, and osteoclast differentiation was analysed by the formation of tartrate resistant acid phosphatase (TRAP) positive multinuleated cells in co-culture system of mouse calvarial cells and bone marrow cells. Sonicated extracts of T. denticola (0.25, 2.5μg/ml) inhibited ALPase activity in a dose-dependent manner (p<0.05). Inhibitory effects on ALPase activity did not show significant difference between heat-treated extracts and non heat-treated extracts (p<0.05). Indomethacin, an inhibitor of prostaglandin, had no effect on inhibition of ALPase activity induced by sonicated extracts of T. denticola (p<0.05). Sonicated extracts of T. denticola did not affect the viability of mouse calvarial cells. Futhermore, at the concentration of 2.5 μg/mls, formation of TRAP positive multinucleated cells was increased in co-culture system.

These results suggest that T. denticola could induce alveolar bone resorption by stimulation of osteoclast differentiation and inhibition of osteoblast differentiation. In inhibitory process of osteoblast diffenretiation, heat-stable substance may play an important role but PGE₂signalling pathway may not to be involved.