키토산이 치주인대 섬유아세포에 미치는 영향

Abstract

[한글]

치주 조직의 재생에 있어 치주인대의 역할은 매우 중요한 인자이며, 그 구성 요소 중 치주인대의 유지와 개조에 기여하는 주세포인 치주인대 섬유아세포는 성장과 생성, 분화에 있어 특징적인 양상을 나타낸다. 임상적으로, 치주인대 조직의 재생을 위해 다양한 종류

의 이식재와 차단막이 연구되고 또한 실제 임상에 응용되고 있으나, 아직까지 각각의 한계점을 가지고 있다. 치주 조직의 재생을 위해 사용되는 생약 제제는 생체 거부 반응이나 생분해시 나타날 수 있는 독성의 위험이 적고 그 효과가 지속적이며 임상에 응용될 경우

경제적으로 사용될 수 있다. 최근 이러한 생체 적합성과 항균 작용, 창상 치유 촉진 등의 생물학적 작용, 우수한 기계적 특성으로 관심이 증가하고 있는 키토산은 키틴을 강알칼리 처리하여 탈아세틸화시킨 유도체로서, 구조적으로 hyaluronic acid와 유사한 polycationic complex carbohydrate이며 분자량은 800-1,500kd인 생체 분해성 물질이다.

키토산을 치주 조직 재생에 적용하기 위한 임상 전 실험으로 키토산이 치주인대 섬유아세포에 미치는 영향을 알아보기 위해, 치주인대 섬유아세포에 독성을 나타내지 않는 최고의 농도를 결정하였다. 결정된 농도의 키토산을 처리한 군을 실험군으로, 아무 것도 처리하지 않은 군을 대조군으로 설정하고 치주인대 섬유아세포의 교원질 생성능, alkaline phosphatase(ALP) 활성에 미치는 효과를 평가하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 세포 독성 검사 결과 키토산의 농도가 0.1㎎/㎖ 이상일 경우 세포 활성이 감소하였다(p<0.05).

2. 키토산(0.1㎎/㎖)은 치주인대 섬유아세포의 제 I형 교원질의 mRNA 발현을 증가시켰다.

3. 키토산(0.1㎎/㎖)은 치주인대 섬유아세포의 ALP 활성을 유의하게 증가시켰다(p<0.05).

결론적으로, 0.1㎎/㎖의 키토산은 초기에는 치주인대 섬유아세포의 교원질 생성을 증가시켰으며, 시간이 지남에 따라 조골 세포로의 분화를 유도하였다.

[영문]

Periodontal therapy has dealt primarily with attempts at arresting progression of disease, however, more recent techniques have focused on regenerating the periodontal ligament having the capacity to regenerate the periodontium. The effect of chitosan(poly-N-acetyl glucosaminoglycan), a carbohydrate biopolymer extracted from chitin, on periodontal ligament regeneration is of particular interest. The purpose of this study was to evaluate the effect of chitosan on the human

periodontal ligament fibroblasts(hPDLFs) in vitro, with special focus on their proliferative properties by MTT assay, the synthesis of type Ⅰ collagen by reverse transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR) and the activity of alkaline phosphatase(ALP). Fibroblast populations were obtained from individuals with a healthy periodontium and cultured with α-MEM as the control group. The experimental groups were cultured with chitosan in concentration of 0.01, 0.1, 1, 2㎎/㎖.

The results are as follows;

1. Chitosan-induced proliferative responses of hPDLFs reached a plateau at the concentration of 0.1㎎/㎖(p<0.05).

2. When hPDLFs were stimulated with 0.1㎎/㎖ chitosan, mRNA expression of type I

collagen was up-regulated.

3. When hPDLFs were stimulated with 0.1㎎/㎖ chitosan, ALP activity was significantly up-regulated(p<0.05).

In summary, chitosan(0.1㎎/㎖) enhanced the type Ⅰ collagen synthesis in the early stage, and afterwards, facilitated differentiation into osteogenic cells. The results of this in vitro experiment suggest that chitosan potentiates the

differentiation of osteoprogenitor cells and may facilitate the formation of bone.