골관절염 연골세포의 세포사멸과 그 조절기전

Abstract

목적 : 골관절염(osteoarthritis)은 관절연골의 점차적인 소실과 이에 따른 활액막과 연골하골의 이차적인 변화를 특징으로 하는 질환으로서 특히 노년층에서 높은 유병율을 보이는데 원인 및 병인에 대해서는 아직 뚜렷하게 규명된 바가 없다. 한편, 세포사멸(apoptosis)은 세포괴사(cell necrosis)와는 상대되는 개념의 세포 사망으로서 염증반응이 없이 진행되는 것이 특징이고 자가면역질환, 종양, 퇴행성 뇌질환 등의 기전연구에서 그 역할이 규명되고 있다. 최근 몇몇 연구에 의하면, 골관절염의 연골세포가 정상관절의 연골세포에 비해 높은 비율의 세포사멸을 보이며, 또한 F a s에 대한 항체를 처치한 경우에도 부분적으로 세포사멸을 일으킨다고 하였다. 본 연구는 골관절염의 연골세포에서 일어나는 세포사멸의 양상을 정상관절의 연골세포와 비교하고, 세포사멸과 관련한 수용체/리간드의 발현을 조사하여 골관절염의 병인에 있어서 세포사멸의 조절기전을 알아보았다.

방법 : 골관절염으로 인공슬관절 치환술을 시행받은 환자의 관절연골과 외상에 의해 슬상절단술을 시행받은 환자의 절단지에서 채취한 관절연골을 재료로, TUNEL assay를 통해 세포사멸의 정도와 위치를 비교하였고 관절연골 조직에서 R N A를 분리하여 역전사중합효소연쇄반응을통해 세포사멸의 조절에 참여를 조사하였으며 면역조직화학염색을 통하여 FasL 단백의 발현을 알아보았다.

결과 : 형광 d U T P를 이용한 TUNEL assay에서 골관절염이 없는 정상 대조군 관절연골 4례 모두에서는 세포사멸을 보이는 세포를 찾아볼 수 없었으나 골관절염의 관절연골 7례의 표본 중 6례에서 전형적인 세포사멸 세포들을 관찰할 수 있었다. 역전사중합효소연쇄반응에서는 caspase-3, caspase-8, Fas 및FasL의 mRNA 발현정도가 골관절염의 연골에서 정상 대조군 연골에 비해 증가하였으며, 특히 FasL는 일부 골관절염에서 현저히 증가된 양상을 보였다. FasL의 유도체로 알려진 IL-18은 FasL가 증가된 환자에서 함께 강한 발현을 보였다. 면역조직화학염색에서는 정상 대조군 연골에서보다 골관절염의 연골에서 FasL 단백이 현저히 강하게 발현됨을 관찰하였다.

결론 : 본 연구는 골관절염 환자의 관절연골에서 의미있게 증가한 세포사멸과 F a s L의 발현을 관찰하였으며, 이는 Fas/FasL 경로를 통한 세포사멸이 골관절염에서 일어나는 관절연골의 퇴화에 기여할 것을시사한다. 또한 F a s L의 유도체 중 하나인 I L - 1 8의 발현도 관찰되었다. 이상의 결과는 차후 골관절염 치료에 있어서 새로운 접근을 제시하는 데 일조할 것으로 기대된다.