측두하악 관절원판 후조직의 MMP(matrix metalloproteinase)-1과 MMP-2 mRNA의 발현

Abstract

[한글]

측두하악관절 복합체를 구성하는 측두골과 관절원판, 하악과두는 서로 유기적인 연관을 가지면서 기능을 하고 있다. 관절 통증의 주된 유발 부위이며, 관절 삼출액의 조성변화에 주로 관여하는 관절원판 후조직은 관절원판의 변위가 지속되면 적응성 변화가 일어나기도 하지만, 파괴성 또는 퇴행성 변화가 일어나기도 한다. 관절원판 후조직의 변화는 관절 삼출액의 조성 변화 및 측두골과 하악골의 골변화를 일으키기도 한다. 관절원판 후조직의 기질변화에는 성장인자, 사이토카인(cytokines), 단백분해효소(proteinases) 등이 관여하며 최근에는 금속함유 기질단백 분해효소(matrix metalloproteinase; MMP)에 대해 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 연구는 관절원판과 원판 후조직 그리고 하악과두 연골의 세포외 기질의 주된 구성물질인 제 I, II, III형 콜라겐과 엘라스틴(elastin)을 분해하는 것으로 알려진 MMP-1과 MMP-2 전령 리보핵산(mRNA)의 발현과 자기공명영상에서의 관절원판의 변위, 골관절증, 활액의 삼출 정도 및 관절원판 후조직의 수술소견들을 비교해 봄으로써 MMP-1과 MMP-2 mRNA가 측두하악 관절내의 병의 상태와 어떠한 관련이 있는 지 알아보고자 하였다.연구대상은 연세대학교 영동세브란스병원에서 측두하악관절 장애로 관절원판 성형술이나 절제술을 시행받았던 31명이었다. MMP-1과 MMP-2 mRNA는 역전사 중합효소 연쇄반응 후 전기영동을 통해 검출 여부를 확인하였다.MMP-1 mRNA는 총 31관절 중 8관절에서만 검출이 되었으나, MMP-2 mRNA는 31관절 모두에서 발현이 되었다. 자기공명영상에서 관찰되는 관절원판 변위와 활액의 삼출 정도 그리고 수술시 관찰된 관절원판 후조직의 천공이나 유착 소견은 MMP-1 mRNA의 발현 여부에 따른 유의한 차이를 보이지 않았으나, 골관절증이 관찰된 관절에서는 43.8% (7/16 관절)에서 MMP-1 mRNA가 검출되어 골관절증이 관찰되지 않은 관절의 6.5% (1/15 관절)보다 유의하게 높은 빈도를 보였다. 따라서, 관절원판 후조직에서 발현되는 MMP-1 mRNA는 특정 상황에서 발현이 될 것으로 추정이 되며, 측두하악관절의 골관절증을 유발하는 데 관여할 것으로 보인다. MMP-2 mRNA는 관절원판 후조직에 항상 발현이 되어 조직의 항상성 유지에 관여할 것으로 보인다.

[영문]

The retrodiscal tissue undergoes adaptive fibrous changes or destructive changes when the disc is displaced anteriorly. The extracellular matrix of retrodiscal tissue is mainly composed of type I collagen, elastin and proteoglycans. Matrix metalloproteinases (MMPs) play an important role in the normal morphogenesis, maintenance, and repair of matrix and also have important functions in pathologic conditions characterized by excessive degradation of extracellular matrix, such as rheumatoid arthritis, osteoarthritis, periodontitis and in tumor invasion and metastasis. MMP-1, -2, -3, -9 are known to be related with internal derangement (ID) and osteoarthrosis (OA) of the temporomandibular joint (TMJ). MMP-1 (collagenase 1) cleaves type I, II, III, VII, X collagens and gelatin. MMP-2 (gelatinase A) cleaves type IV, V, VII, X and elastin. MMP-1 and -2 are supposed to play a role in degenerative change of the retrodiscal tissue. In this study, expression of MMP-1 and -2 mRNA in retrodiscal tissue of the TMJ was examined and compared with magnetic resonance imaging (MRI) and surgical findings. MMP mRNAs in the retrodiscal tissue samples were examined by reverse transcription - polymerase chain reaction. TMJ ID was categorized as normal disc position, disc displacement with reduction, early stage of disc displacement without reduction (DDsR) and late stage of DDsR. TMJ OA was classified with normal, mild and advanced OA. The amount of synovial fluid collection was divided into not detected, small, large and extremely large amount on MR T2-weighted imaging. Perforation and adhesion was examined during open surgery of the TMJ. Six out of 37 samples were excluded because of little amount of extracted total mRNA. MMP-2 mRNA was detected whole joints, and so the MMP-2 mRNA seems to be expressed normally in retrodiscal tissue. However, MMP-1 mRNA was expressed in 8 of 31 joints. Frequencies of MMP-1 mRNA expression according to the TMJ IDs, amount of synovial fluid and surgical findings were not significant difference. MMP-1 mRNA was detected more frequently in OA groups (7/16 joints, 43.8%) than in normal group (1/15 joints, 6.7%).Expression of MMP-1 mRNA in retrodiscal tissue might be related with OA of the TMJ.