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가토의 추간판세포 삼차원 배양에서 교원질 농도변화에 따른 추간판세포의 기질 생성반응

Other Titles
 (The) effect of extracellular collagen on synthesis of extracellular matrix in a 3-dimensional culture of interver 
Authors
 박홍준 
Department
 Dept. of Orthopedic Surgery (정형외과학교실) 
Issue Date
2001
Description
의학과/석사
Abstract
[한글]

퇴행성 추간판 질환은 요통의 원인 중 많은 부분을 차지하며 이로 인한 의료비 및 환자의 고통은 증가하고 있다. 퇴행성 추간판 질환은 추간판 내 단백다당의 점진적인 감소로 추간판 내 수분압이 저하되고 이로 인하여 추간판의 생역학에 변화가 발생하며, 전반적인 척추의 퇴행을 일으키게 된다. 퇴행성 변화를 겪게 되는 추간판의 미세 구조와 구성 성분의 변화는 해부학적인 구조변화에 선행해서 발생하며, 단백다당의 농도 감소, 교원질 농도의 증가, 교원질의 분자 구조의 변화 및 변성이 초래되는 등의 일련의 과정을 거치게 된다. 따라서, 추간판의 기질에서 발생되는 이러한 변화를 억제하고 이러한 과정을 회복시키는 것이 퇴행성 추간판 질환을 치료하는 방법으로 사료된다.

추간판의 퇴행이 진행될수록 제 1형 교원질의 생성이 많아지며, 이는 추간판 기질의 역학적 성질 뿐만이 아니라 추간판 세포의 조절 기능에도 영향을 미치는 것으로서, 이렇게 변화된 조절 기능이 추간판 퇴행을 악화시킬 수 있다. 또한 transforming growth factor β1 (TGF-β1)은 연골 기질을 유지하고 보수하는 기능을 하며, 이러한 cytokine의 기능이 상실된 경우에도 역시 퇴행성 변화를 초래 한다. 따라서, 이 연구의 목적은 TGF-β1과 세포외 교원질이 추간판 세포의 기질 생성에 미치는 영향을 규명하고자 하였다.

따라서 본 연구에서는 토끼의 추간판 세포 중 수핵 세포를 일차 배양 후에 제 1형 교원질과 제 2형 교원질 농도의 변화와 함께, 기저군과 TGF-β1의 투여군으로 구분하여 단백다당의 합성율을 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 추간판 세포를 제 1형 및 2형 교원질을 이용하여 삼차원 배양 시에 TGF-β1을 투여하였을 때는 투여하지 않은 군에 비해 단백다당의 합성율이 증가하였다.

2. 제 1형 교원질과 제 2형 교원질 농도의 증가는 단백다당의 합성율에는 영향을 주지 않았다.

이상의 결과를 미루어 보아 추간판 세포는 세포외 기질인 교원질의 농도에 무관하게 단백다당을 생성하며, TGF-β1에 의해 세포외 기질인 단백다당의 합성이 촉진되는 것으로 사료된다.

[영문]

Intervertebral disc degeneration and associated spinal disorders are a leading source of lower back pain, resulting in increased health care costs.

In degenerative intervertebral disc, changes in disk tissue microstructure and composition precede and accompany the alterations in gross morphology. Also there is a decline in the number of viable cells and the concentrations of proteoglycans

and water, which accompanied by fragmentation of the aggregating proteoglycans and increases in the concentration of collagens and noncollagenous proteins. And, especially the tri-helical structure of the type Ⅱ collagen is destroyed.

Inhibition or alteration of this degenerative process would be the milestone of treating degenerative disc disease. There is a report that with degenerative change progressing, the production amount of type I collagen is increasing, which affects

not only the mechanical factors but also the regulatory function of the cartilage cell. This deranged regulatory function may contribute to the aggravation of the arthritic changes. In addition, the transforming growth factor β1 (TGF- β1) plays

a role in repairing and maintenance of damaged cartilage matrix. When the function of the cytokine is impaired, the degenerative change of the disc is initiated.

We attempted to examine the role of the extracellular matrix of nucleus pulposus in modulating the regulatory effects of TGF-β1 in an alginate bead culture system.

We cultivated the cells of nucleus pulposus primarily in the dish, and the nucleus pulposus cells were transferred to the alginate bead. The exogenous types Ⅰ and Ⅱ collagen were increased from 0 to 1.5% respectively. In addition, TGF- β1 was also supplemented in one group.

In the present study, we intended to check the regulatory effect of TGF-β1 and the extracellular type 1 and 2 collagen in dose dependent fashion.

1. TGF-β1 significantly increased proteoglycan synthesis in both type 1 and type 2 extracellular collagen.

2. The type and amount of extracellular collagen did not alter the synthesis of the proteoglycan.

We concluded that regardless of the extracellular collagen type and concentration, the nucleus pulposus cell produce the proteoglycan, and which is regulated by TGF-β1
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1. College of Medicine (의과대학) > Dept. of Orthopedic Surgery (정형외과학교실) > 2. Thesis
Yonsei Authors
Park, Hong Jun(박홍준)
URI
https://ir.ymlib.yonsei.ac.kr/handle/22282913/127575
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