KCI등재
아데노바이러스를 이용한 IGF-1, TGF-β1 유전자 전달에 대한 인간 추간판 세포의 기질 생성 반응 = Responsiveness of Human Intervertebral Disc Cells in Matrix Synthesis To Adenovirus-Mediated Gene Transfer (IGF-1, TGF-f31 Encoding Genes)
저자
이환모 (연세대학교 의과대학 정형외과학교실) ; 박문수 (연세대학교 의과대학 정형외과학교실) ; 김향 (연세대학교 의과대학 정형외과학교실) ; 김학선 (연세대학교 의과대학 정형외과학교실) ; 강응식 (연세대학교 의과대학 정형외과학교실) ; 김남현 (연세대학교 의과대학 정형외과학교실) ; 문성환 (연세대학교 의과대학 정형외과학교실)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2001
작성언어
Korean
주제어
KDC
514.325
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
195-201(7쪽)
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연구배경 : 유전자 전달에 의한 세포의 유전자 조작방법은 최근 근골격계의 질환의 치료에서 섬세한 약물전달 방법으로 각광받고 있다. IGF-1, BMP-2, TGF- 1은 추간판 고직의 기질 재생에 효과적인 성장 인자로 알려져 있다. BMP-2, OP-1, TGF- 1은 TGF계통으로 같은 세포내 신호전달 기전을 가지고 있다. 이에 반해 IGF-1은 상이한 신호전달 기전을 이용한다.
연구목적 : 세포내 신호전달 기전이 다른 IGF-1과 TGF- 1 단백 및 유전자를 사용하여 인간 추간판 세포의 기질 생성 반응을 보았다
대상 및 방법 : 15명의 환자에게 추간판 술식을 시행하고 요추 및 경추 추간판 조직을 채취하였다. 효소 분해로 추간판 세포를 분리하여 평면 배양하고 여기에 단일 유전자 전달군으로 아데노바이러스TGF 1(Ad/IGF- 1), Ad/IGF-1를 각각 감염시켰다. 이중 유전자 전달군에서는 세포배양에 Ad/TGF- 1+Ad/IGF-1조합을 감염시켰다. Ad/Iuciferase와 생리식염수 처리군은 대조군으로 정하였다. TGF- 1(2ng/ml)과 IGF-1(100ng/ml)도 세포 배양에 투여하여 성장인자 단백의 효과도 조사하였다. 새로 생성된 당단백은 S35 방사선 동위원소를 이용한 PD-10 column chromatography로 정량하였다.
결과 : 새로 생성된 당단백은 대조군에 비해 Ad/TGF- 1감염군에서 2.9배 Ad/IGF-1 감염군에서 1.8배(p<0.05) Ad/TGF- 1+Ad/IGF-1 혼합 갑염군에서는 대조군에 비해 3.9배의 당단백 생산 증가가 있었다(p<0.05), TGF- 1는 3.9배, IGF-1은 2.9배, TGF- 1+IGF-1 동시 투여시는 4.2배의 당단백 생성증가가 있었다.(p<0.05)
결론 : TGF-1, IGF-1 유전자 전달법은 인간의 추간판 세포의 기질 재생에 효과적인 기전을 제공한다.
Background : Genetic modification of cells through gene transfer gains popularity as a sophisticated delivery system in the management of musculoskeletal disease. Anabolic growth factors like IGF-1 BMP-2 OP-1. and TGF-βl were candidate for therapeutic purposus for regenerating matrix of intervertebral disc. TGF-β1. OP-1 and BMP-2 share same pathway i.e. Smad while IGF-1 utilize P13K pathway. Accordingly it is logical to use two cytokine encoding genes which using different signal transduction pathway to upregulate matrix synthesis.
Purpose : To elucidate the anabolic effect of the combination gene transfer(IGF-1 and TGF-β1 encoding gene) to human disc cells, cultured in alginate beads.
Materials and Methods : Lumbar and cervical intervertebral disc tissue was obtained from surgical disc procedure from fifteen patients. After isolation and culture of the cells, cultures were transduced with first, Adenovirus-TGFβl construct(Ad/TGF-β1) and Ad/IGF-1 respectively, second, with combination of two viral
constructs(Ad/TGF-β1+Ad/IGF-l). Cultures treated with saline and Adlluciferase served as control. Then cultures were incorporated into alginate beads. Exogenous TGF-β1(2 ng/ml) and IGF-l(l00 ng/ml) were administered also. Newly synthesized proteoglycan was assessed using 535 incorporation using chromatography on Sephadex G-2S in PD-10 column
Results : In cultures transduced with single therapeutic gene construct, there were statistically significant 2.9 fold(Ad/TGF-β1) and 1.8 fold(Ad/IGF-1) increase in newly synthesized proteoglycan comparing contro[(p<O.oS). In culture transduced with double combination of therapeutic gene construct, there were 3.9 fold(Ad/TGF-βl+Ad/IGF-1) increase in newly synthesized proteoglycan comparing control(p<O.05). Culture treated with TGF-β1(2ng/ml) showed 3.9 fold increase and IGF-l(l00 ng/ml) 2.9 fold increase, TGF-β1+IGF-14.2 fold increase in proteoglycan synthesis compared to controL
Conclusion : Combination gene therapy provided efficient mechanism of upregulating matrix regeneration of the human intervertebral disc cells.
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