KCI등재
Effects of Porphyromonas endodontalis lipopolysaccharide on IL-1β, TNF-α and IL-1ra production by human polymorphonuclear leukocytes = Porphyromonas endodontalis 의 lipopolysaccharide가 다형핵백혈구의 IL-1β, TNF-α, IL-1ra 생성에 미치는 영향에 대한 연구
저자
Ko,Hyun-Jung (서울대학교 치과대학 치과보존학교실) ; Baek,Seung-Ho (서울대학교 치과대학 치과보존학교실) ; Lim,Sung-Sam (서울대학교 치과대학 치과보존학교실)
발행기관
학술지명
Restorative Dentistry & Endodontics(The Journal of Korean Academy of Conservative Dentistry)
권호사항
발행연도
2001
작성언어
English
주제어
KDC
515.000
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
451-463(13쪽)
제공처
목 적
Inflammatory cytokine으로 알려진 interleukin 1β, tumor necrosis factor α는 치수 및 치근단질환에서 주요한 역할을 하며, 골흡수를 자극하고 골형성을 방해하는 것으로 알려져 왔다. 이들 cytokine은 주로 단핵세포/대식세포가 형성하는 것으로 알려져 왔으나 최근 연구에 의하면, PMN도 또한 이런 cytokine들을 형성할 수 있다는 것이 보고되었다. 오랫동안 염증반응이나 면역반응에서 PMN의 역할이 주로 포식작용 을 통해 병원균을 제거하는 것이라고만 생각되어져 왔던 것을 생각하면, 새로운 발견이라 할 수 있다. 또, PMN은 IL-1ra도 생성하는 것으로 보고되었는데, IL-1ra란 IL-1의 생물학적 작용을 방해하는 인자이므로, IL-1과 밀접한 관련을 가지는 질환의 발전에 있어서 IL-1과 IL-1ra의 balance가 매우 중요한 역할을 할 것으로 생각된다. 즉, IL-1ra는 IL-1β의 proinflammatory effect를 제한할 수 있는 negative feedback mechanism이라고 할 수 있다.
이 연구의 목적은 치수 및 치근단 조직의 감염에 있어서 주요 원인균인 Porphyromonas endodontalis 의 LPS가 PMN의 IL-1β, TNF-α, IL-1ra생성에 미치는 영향을 단백질과 mRNA수준에서 관찰하는 것이다. 잘 알려진 non-oral bacterium인 E.coli의 LPS를 positive control로 사용하였으며, IL-1ra가 IL-1β의 생물학적 작용을 방해하는 작용을 관찰하기 위해, IL-1의 biological assay도 시행하였다.
방 법
P. endodontalis ATCC 35406을 혐기성 조건에서 배양하고, hot phenol-water extraction의 방법으로 LPS를 추출(crude LPS)한 후, 제조회사로부터 구입한 E.coli의 crude LPS와 함께 정제하였다. 건강한 자원 자들을 대상으로 말초혈액을 채취한 후 dextran sedimentaion을 거쳐, Lymphoprep을 이용하여 PMN층을 분리하였다. 얻어진 세포들은 RPMI 1640 (supplemented with fetal bovine serum, antibiotics)에 5×106cells/ml이 되도록 resuspend시킨 후 각기 다른 농도 (0, 0.01, 0.1, 1 and 10㎍/m1)의 LPS를 처리하여, 각기 다른 시간 (Northern blot : 1, 2, 4시간, ELISA : 2. 6, 12, 18시간)동안 37℃ in 5% CO2의 조건으로 배양하였다. 상층액은 -70℃에 보관하였다가 추후에 ELISA를 이용한 단백질 농도 측정과 IL-1 biological assay에 사용되어졌으며 , 배양된 세포로부터 RNA를 추출하여 Northern hybridization을 통해 mRNA expression을 관찰하였다.
결 과
1. 세 가지의 cytokine모두 각각의 LPS로 처리된 PMN에서 LPS로 처리되지 않은 PMN에서보다 통계적으로 유의성 있게 높은 level의 protein농도와 mRNA발현을 나타냈다(p<0.05). 이는 LPS로 자극된 PMN이 염증성 cytokine을 분비할 수 있다는 것을 나타낸다.
2. E.coli LPS는 P. endodontalis LPS에 비해 통계적 유의성 있게 많은 양의 protein synthesis와 mRNA 발현을 나타냈다.
3. 세 가지 cytotine모두에서 mRNA는 두 가지 LPS모두 1시간 만에 peak를 나타냈고, IL-1β만이 4시간 만에 두 번째 peak를 나타냈다.
4. PMN으로부터 cytotine을 분비하게 하는 데는 0.01㎍/ml의 LPS 정도면 충분하였으며, 세 가지 cytotine 모두에서 분비된 cytokine 양은 dose-dependent manner를 나타냈다.
5. 모든 sample의 IL-1ra: IL-1β ratio가 anti-inflammatory range에 속하지 못했다. 결과적으로, LPS로 자극된 PMN supernatant내에 상당한 수준의 biological IL-1 activity가 발견되었다.
6. IL-1ra:IL-1β ratio는 배양시간이 증가함에 따라 감소하였다. 이는 시간이 지남에 따라 IL-1β의 level은 현저히 증가하지만, IL-1ra의 level은 큰 변화가 없는 것에 따른 결과이며, 결과적으로 시간이 증가함에 따라 IL-1ra의 IL-1β에 대한 inhibitory effect가 점점 감소한다는 것을 의미한다.
주요어 : Porphyromonas endodontalis, Lipopolysaccharide, interleukin 1β, tumor necrosis factor α, interleukin 1 receptor antagonist
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