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추간판 퇴행에 따른 인간의 추간판 세포의 기질 합성 : 기저 상태 및 TGF-β1 자극에 따른 반응 Under the Basal State and TGF- β1 Stimulation = Matrix Synthesis of Human Intervertebral Disc Cells According to Grade of Degeneration
저자
문성환 (연세대학교 의과대학 정형외과학교실) ; 박문수 (연세대학교 의과대학 정형외과학교실) ; 박진오 (연세대학교 의과대학 정형외과학교실) ; 전재훈 (연세대학교 의과대학 정형외과학교실) ; 김학선 (연세대학교 의과대학 정형외과학교실) ; 김향 (연세대학교 의과대학 정형외과학교실) ; 이환모 (연세대학교 의과대학 정형외과학교실) ; 강응식 (연세대학교 의과대학 정형외과학교실) ; 김남현 (연세대학교 의과대학 정형외과학교실)
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발행연도
2001
작성언어
Korean
주제어
KDC
514.325
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
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107-112(6쪽)
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연구 계획 : 추간판 퇴행성정도에 따른 인간 추간판 세포의 기질 생성 반응을 시혐관내에서 연구하였다.
연구 목적 : 추간판 퇴행성 강도가 기저 상태 및 TGF-β1 자극 상태의 추간판 세포 배양의 기질 생성 반응이 미치는 영향을 알아보는 것이다.
연구 배경 : 세련된 약물 공급 기전으로 추간판내 유전자 치료 등 생물학적 조작법이 소개되었으나 실제 퇴행이 진행된 추간판 조직도 효과적인 기질 생성을 나타내는지는 연구되지 않았다.
대상 및 방법 : 인간 추간판 세포를 19명 의 환자에서 채취하여 분리 및 배양하였다. 추간판의 퇴행 정도는 수술전 자기공명영상검사로 판정하였다. 3차원적으로 배양된 추간판 세포에서 TGF-β1(2ng/ml). 생리 식염수를 투여하였고 grade Ⅰ정상 추간판을 대조군으로 정하였다. 생성된 당단백의 농도는 방사선 동위원소 3s^s를 포함한 배양액에서 추가 배양 후에 Sephadex G-25M을 포함한 PD-10 column에 통과시켜 측정하였다.
결과 : 기저 상태에서 대조군과 퇴행된 추간판(gradeⅡ-Ⅴ)의 당단백 생성의 차이는 없었다(p=O.35, power=0.21-0.63).TGF-β1 자극 상태에서도 대조군과 퇴행된 추간판(gradeⅡ-Ⅴ)의 당단백 생성의 차이는 없었다(p=O.34, power=0.24-0.47).이에 반해 TGF-β1 로 자극된 추간판 세포 배양은 기저 상태에 비해 3배의 당단백 생성 증가가 있었다(p<0.05).
결론 : 추간판 세포의 기질 생성반응은 추간판 퇴행 정도에 비교적 영향을 받지 않았는데 이는 다양한 퇴행의 정도를 가진 추간판 퇴행서 질환의 치료에 유전자 치료 등의 적용을 가능하게 해준다.
Study Design : In vitro experiment to determine the matrix synthesis of human intervertebral disc (lVD) cell according to grade of degeneration.
Objectives : To quantify proteoglycan synthesis of human IVD cells in various grade of degeneration under the stimulation of TGF-β1.
Summary of Literature Review : Sophisticated method to delivery of growth factors, in continuous manner, is the genetic modification of disc cells through gene transfer. Poor responsiveness of degenerated disc to anabolic stimuli can mitigate potential application of growth factor or therapeutic gene transfer in the management of degenerative disc disease
Materials and Methods : IVD tissue was obtained from nineteen patients during surgical disc procedure. Grade of degeneration was confirmed by preoperative MRI. Isolation and three dimensional culture of disc cells were performed. Disc cells were treated with exogenous TGF β1. Newly synthesized proteoglycans were assessed by 35^S-sulfate incorporation using chromatography on Sepadex G-2S in PD-10 columns. One-way analysis of variance with Fishers protected LSD post-hoc test was performed to compare amount of newly synthesized proteoglycans and power analysis was also conducted. Significance level was set p<0.05.
Results : Difference between cultures of control (gradeⅠ) and degenerated (gradeⅡ-Ⅴ) discs in proteoglycan synthesis in basal condition was statistically insignificant (p=O.35, power=0.21-0.63). Difference between cultures of control and degenerated disc in proteoglycan synthesis under the stimulated condition with TGF -β1 was also statistically insignificant (p=054, power=0240.47). However cultures in stimulated condition showed increased amount of newly synthesized proteoglycans compared to those of basal condition regardless of the grade of degeneration (p<0.05).
Conclusion : Anabolic response of human intervertebral disc cells is relatively insensitive to grade of disc degeneration, which facilitate application of gene therapy in various conditions of disc degeneration.
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