In vitro 및 in vivo 퇴행성관절염 모델에서 오미자 에탄올 추출물에 의한 matrix metalloproteinases의 생성 억제 Inhibitory Effects of Schisandrae Fructus Ethanol Extract on the Production of Matrix Metalloproteinases in in vitro and in vivo Osteoarthritis Models원문보기
노화에 따른 퇴행성관절염은 삶의 질을 저하시키는 가장 큰 병리학적 현상 중의 하나이다. 오미자 열매(Schisandrae Fructus)는 오랫동안 전통의학에서 여러 가지 만성질환 치료를 위해 널리 사용되어 왔다. 오미자 추출물이 SW1353 인간 연골세포에서 $IL-1{\beta}$에 의해 유발된 염증 반응을 감소시키는 것으로 최근 보고된 바 있으나, primary culture된 연골세포 및 동물 모델에서의 퇴행성관절염에 대한 보호 및 치료 잠재력은 여전히 명확하지 않다. 따라서 본 연구에서는 $IL-1{\beta}$에 의해 유도된 primary culture된 쥐의 연골세포와 MIA에 의해 유도된 골관절염에 대한 matrix metalloproteinases (MMPs)의 활성에 미치는 오미자 에탄올 추출물의 영향을 조사하였다. 오미자 추출물 처리는 $IL-1{\beta}$로 유도된 연골세포에서 MMP-1, -3 및 -13의 mRNA 발현 및 효소 활성을 유의하게 감소시켰다. 또한 오미자 추출물은 MIA에 의해 증가된 MMP-1 및 -3의 발현을 유의적으로 억제시켰다. 따라서 오미자 추출물은 퇴행성관절염 예방과 치료를 위한 기능성 소재로서의 잠재적 가능성이 있음을 알 수 있었다.
노화에 따른 퇴행성관절염은 삶의 질을 저하시키는 가장 큰 병리학적 현상 중의 하나이다. 오미자 열매(Schisandrae Fructus)는 오랫동안 전통의학에서 여러 가지 만성질환 치료를 위해 널리 사용되어 왔다. 오미자 추출물이 SW1353 인간 연골세포에서 $IL-1{\beta}$에 의해 유발된 염증 반응을 감소시키는 것으로 최근 보고된 바 있으나, primary culture된 연골세포 및 동물 모델에서의 퇴행성관절염에 대한 보호 및 치료 잠재력은 여전히 명확하지 않다. 따라서 본 연구에서는 $IL-1{\beta}$에 의해 유도된 primary culture된 쥐의 연골세포와 MIA에 의해 유도된 골관절염에 대한 matrix metalloproteinases (MMPs)의 활성에 미치는 오미자 에탄올 추출물의 영향을 조사하였다. 오미자 추출물 처리는 $IL-1{\beta}$로 유도된 연골세포에서 MMP-1, -3 및 -13의 mRNA 발현 및 효소 활성을 유의하게 감소시켰다. 또한 오미자 추출물은 MIA에 의해 증가된 MMP-1 및 -3의 발현을 유의적으로 억제시켰다. 따라서 오미자 추출물은 퇴행성관절염 예방과 치료를 위한 기능성 소재로서의 잠재적 가능성이 있음을 알 수 있었다.
Schisandrae Fructus (SF), the fruit of Schisandra chinensis (Turcz.) Baill., is widely used in traditional medicine for the treatment of a number of chronic diseases. SF extracts have been recently reported to attenuate the inflammatory responses in SW1353 human chondrocyte cells in in vitro and mon...
Schisandrae Fructus (SF), the fruit of Schisandra chinensis (Turcz.) Baill., is widely used in traditional medicine for the treatment of a number of chronic diseases. SF extracts have been recently reported to attenuate the inflammatory responses in SW1353 human chondrocyte cells in in vitro and monosodium iodoacetate (MIA)-induced cartilage degradation in in vivo osteoarthritis (OA) models. However, their protective and therapeutic potentials against OA in primary culture chondrocytes and animal models remain unclear. Therefore, we investigated the effects of the ethanol extract of SF on the activity of matrix metalloproteinases (MMPs), biomarkers for diagnosis of OA, on interleukin $(IL)-1{\beta}-induced$ primary cultured rat cartilage chondrocytes and MIA-induced osteoarthritis in a rat model. Our data indicated that SF treatment significantly reduced the mRNA expression and enzyme activity of MMP-1, -3 and -13 in $IL-1{\beta}-induced$ primary cultured rat cartilage chondrocytes. The chondro-protective effects of SF were then analyzed in a rat OA model using a single intra-articular injection of MIA in the right knee joint. According to our results, the elevated levels of MMP-1 and -3 were markedly ameliorated by SF administration. Collectively, these findings indicate that SF could be a candidate for the treatment of OA.
Schisandrae Fructus (SF), the fruit of Schisandra chinensis (Turcz.) Baill., is widely used in traditional medicine for the treatment of a number of chronic diseases. SF extracts have been recently reported to attenuate the inflammatory responses in SW1353 human chondrocyte cells in in vitro and monosodium iodoacetate (MIA)-induced cartilage degradation in in vivo osteoarthritis (OA) models. However, their protective and therapeutic potentials against OA in primary culture chondrocytes and animal models remain unclear. Therefore, we investigated the effects of the ethanol extract of SF on the activity of matrix metalloproteinases (MMPs), biomarkers for diagnosis of OA, on interleukin $(IL)-1{\beta}-induced$ primary cultured rat cartilage chondrocytes and MIA-induced osteoarthritis in a rat model. Our data indicated that SF treatment significantly reduced the mRNA expression and enzyme activity of MMP-1, -3 and -13 in $IL-1{\beta}-induced$ primary cultured rat cartilage chondrocytes. The chondro-protective effects of SF were then analyzed in a rat OA model using a single intra-articular injection of MIA in the right knee joint. According to our results, the elevated levels of MMP-1 and -3 were markedly ameliorated by SF administration. Collectively, these findings indicate that SF could be a candidate for the treatment of OA.
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문제 정의
이러한 결과를 살펴볼 때 퇴행성관절염과 같은 염증성 질환으로 인한 연골 소실을 방지할 수 있는 기능성 후보소재로서 오미자 추출물의 활용 가능성이 도출되었으나, primary culture된 연골세포에서 MMPs의 조절 기전과 in vivo 모델에서 MMP-1및 -3의 조절효능 여부는 아직 밝혀진바 없다. 이에 본 연구에서는 오미자 추출물이 primary culture된 in vitro 연골세포 모델 및 in vivo 모델에 미치는 연골 기질 손상에 대한 기전을 추가로 해석하고자 한다.
제안 방법
15% triton X-100을 첨가한 PBS 용액을 사용하여 조직의 투과성을 높여 조직 내부에 1차 항체 용액이 잘 흡수되도록 하였다. Bovine serum albumin (BSA,Sigma-Aldrich Chemical Co.)가 포함된 용액에 1% 차단 용액으로 처리하여 비특이적 반응을 차단한 후, 0.01 M PBS로 세척하고, MMP-1 (1:50, Cell Signaling Technology Inc., Danvers,MA, USA)과 MMP-13 (1:50, Cell Signaling Technology Inc.)항체로 4℃에서 24시간 처리한 후 0.01 M PBS로 수세하였다. 이후 anti-rabbit IgG (1:1,000, Abcam, Cambridge, UK)를 처리한 후 0.
HPLC 컬럼은 Waters사(Milford,MA, USA)의 Zorbax Eclipse XDB-C18 (4.6×150 mm, 5 μm)을사용하여 25℃에서 분석하였고, 이동상은 acetonitrile : 물 :포름산혼합액 = 70 : 30 : 0.1 조건으로 용리하였다.
MIA 유도 관절염 동물모델에서 오미자 추출물의 효능을 검증하기 전 단계로써 MIA 관절염 유도 후 각 개체의 체중을 시료의 경구투여가 시작된 날부터 3주간 측정하였다(N=8). 퇴행성관절염이 유도된 대조군은 정상군에 비하여 시험기간 동안 체중이 유의적으로 낮았으나, 오미자 추출물(100 mg/kg) 투여군의 경우 실험기간 동안 체중 증가 양상은 대조군에 비해 높고 정상군 및 양성대조군과 유사한 증가 패턴을 보였지만 통계적으로 유의적인 차이는 없었다(Table 2).
)를 1 ml 주사기로 왼쪽 무릎 관절강 내에 50 μl (3 mg/kg)씩 주사하였다. MIA 희석 시에는 saline 용액을 사용하였고 약물 주사 7일 후에 관절 부위 부종 정도와 실험동물의 걷는 상태를 관찰하여 관절염 유발 확인 후 실험을 진행하였다. 본 연구는 동의대학교-동물 관리 및 윤리위원회의 절차에 따라 수행하였다(승인번호: A2015-019)
MIA에 의해 퇴행성관절염을 유발한 7일 후 각 개체의 체중을 측정하였고, 육안관찰을 통해 체중과 유발 정도가 고르게 8마리씩 실험군을 배정하였다. 정상군(normal group)은 생리식염수만 경구 투여하였고, 대조군(control group)은 MIA를 처리한 후 생리식염수를 처리하였으며, 약물처리군 (MIA+SF group) 및 양성대조군(MIA+CLX group)은 MIA를 처리한 후 오미자추출물 100 mg/kg 및 celecoxib 3 mg/kg을 각각 생리식염수에 녹여 3주 동안 하루 1회씩 경구 투여하였다.
MMPs의 생성에 미치는 오미자 추출물의 영향을 조사하기 위해서 분리된 연골세포로부터 생성되는 MMP-1, -3 및 -13의 양을 세포배양액을 이용하여 enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) kit (R&D Systems)를 사용하여 측정하였다.
Paraffin 포매 후 5 μm 두께로 박절한 관상 절편은 MMP-1및 MMP-13 단백질 발현을 알아보기 위해 면역조직화학 반응검사를 실시하였다.
Paraffin 포매 후 5 μm 두께로 박절한 관상 절편은 MMP-1및 MMP-13 단백질 발현을 알아보기 위해 면역조직화학 반응검사를 실시하였다. 각 실험 조건에 따라 처리한 관절조직의 면역조직학적 염색은 조직의 탈파라핀 과정을 끝낸 후 면역조직화학염색을 위한 전 처리 과정으로 3%의 endogenous peroxidase를 반응시키고, 0.15% triton X-100을 첨가한 PBS 용액을 사용하여 조직의 투과성을 높여 조직 내부에 1차 항체 용액이 잘 흡수되도록 하였다. Bovine serum albumin (BSA,Sigma-Aldrich Chemical Co.
다시 절편을 0.01M PBS로 수세한 후 Avidin-biotin complex (ABC) kit (Vector Laboratories, Inc., Burlingame, CA, USA)로 60분간 반응시켰으며, 0.01 M PBS로 수세과정을 거쳐 10분간 3,3’-Diaminobenzidine (DAB, ZYMED Lab., Reichenbach, Germany)로 발색시켰다.
또한 20 ng/ml 농도의 IL-1β를 500 μg/ml 이하의 오미자 추출물과 동시에 처리하였을 경우에도 세포독성이 거의 관찰되지 않았기 때문에(Fig.2B), 이후의 실험에서는 오미자 추출물의 처리 농도를 500 μg/ml 이하로 한정하였다.
마취시킨 쥐의 무릎 주변을 제모하고 골관절염 유발물질인 MIA (Sigma-Aldrich Chemical Co.)를 1 ml 주사기로 왼쪽 무릎 관절강 내에 50 μl (3 mg/kg)씩 주사하였다.
배양이 끝난 후 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT, Sigma Aldrich Chemical Co.) 시약을 200 μl 처리하여 3시간 동안 37°C incubator에서 배양한 다음 배지와 MTT 시약을 제거하고, DMSO 시약 1 ml를 가하여 560 nm에서 enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) reader (VERSAMAXSL-20,Molecular Devices, Seoul, Korea)를 이용하여 측정하였으며 3회의 측정으로 그에 대한 평균값과 표준 오차를 구하였다.
본 실험에 사용된 MIA 주입 용량은 예비실험을 통해 퇴행성관절염의 정도를 확인한 후 최종적으로 MIA 50 μl (3 mg/kg)로 설정하였다.
분리된 연골세포에 퇴행성관절염 유도를 위하여 20 ng/mlIL-1β (R&D Systems, Inc., Minneapolis, MN, USA)과 함께 오미자 추출물을 적정 농도별로 처리하여 24시간 동안 배양하였다.
이들 세포를 0.05% trypsin-EDTA를 이용하여 회수하고TRIzol 시약 (Invitrogen Corp., USA)을 사용하여 총 RNA를 추출하였고, iScript Select cDNA synthesis kit (Maxime™ RTPreMix; Intron, Seongnam, Korea)를 이용하여 cDNA를 합성하였다.
이에 본 연구에서는 오미자 추출물에 의한 MMPs 발현에 미치는 영향을 확인하기 위해 primary culture된 연골세포에 IL-1β (20 ng/ml) 및 오미자 추출물을 처리함으로써 나타나는 MMP-1, -3 및 -13의 발현 변화를 RT-PCR과 효소면역정량법(ELISA)을 사용하여 확인하였다.
MIA에 의해 퇴행성관절염을 유발한 7일 후 각 개체의 체중을 측정하였고, 육안관찰을 통해 체중과 유발 정도가 고르게 8마리씩 실험군을 배정하였다. 정상군(normal group)은 생리식염수만 경구 투여하였고, 대조군(control group)은 MIA를 처리한 후 생리식염수를 처리하였으며, 약물처리군 (MIA+SF group) 및 양성대조군(MIA+CLX group)은 MIA를 처리한 후 오미자추출물 100 mg/kg 및 celecoxib 3 mg/kg을 각각 생리식염수에 녹여 3주 동안 하루 1회씩 경구 투여하였다. 체중은 3주 동안 주 4회 측정(Do, D7, D14 및 D21)하였으며, D22일째에 심장 채혈한 후 혈액으로부터 혈청을 분리하여 -70℃에 보관하였고, 슬관절 조직은 분리하여 각각 10% formalin에 담가 48시간 고정시켰다.
발색이 유발된 조직을 슬라이드에 올려 Hematoxylin으로 3분간 염색한 후 흐르는 물에서 수세하고 에탄올과 xylene을 이용하여 탈수 및 투명화 과정을 거친 다음 permanent mounting media를 이용하여 봉입을 실시하였다. 조직형태학적 관찰은 광학 현미경(Carl Zeiss, Jena, Germany)을 이용하여 관찰하였다.
정상군(normal group)은 생리식염수만 경구 투여하였고, 대조군(control group)은 MIA를 처리한 후 생리식염수를 처리하였으며, 약물처리군 (MIA+SF group) 및 양성대조군(MIA+CLX group)은 MIA를 처리한 후 오미자추출물 100 mg/kg 및 celecoxib 3 mg/kg을 각각 생리식염수에 녹여 3주 동안 하루 1회씩 경구 투여하였다. 체중은 3주 동안 주 4회 측정(Do, D7, D14 및 D21)하였으며, D22일째에 심장 채혈한 후 혈액으로부터 혈청을 분리하여 -70℃에 보관하였고, 슬관절 조직은 분리하여 각각 10% formalin에 담가 48시간 고정시켰다.
대상 데이터
본 연구에 사용된 오미자는 경상북도 문경 일대에서 수거한 것으로 건조 및 냉동 보관하였다. 이를 분쇄하고, 90℃ 조건에서 20% 에탄올로 4시간 동안 추출하여 여과하였다.
1% gentamycin (Gibco-BRL)을 첨가하여75 T flask에 넣고 37°C, 5% CO2의 조건 하에서 배양하였다. 세포의 밀도 조절을 위하여 2~3일에 한 번씩 배지를 갈아주고 약 4~5일에 계대 배양 하였으며 세포의 passage는 5 이하로 실험에 사용하였다.
연골세포의 채취를 위해 4~6주령 무게 약 160~180 g 정도의 male Sprague-Dawley (SD) 쥐를 경추탈골 하여 70% 알코올로 피부를 소독하여 절개한 후 관절연골을 2~3 mm 정도 크기로 채취하였다. 채취한 연골조직은 phosphate buffer saline(PBS, Hyclone Laboratories, Logan, UT, USA) 용액에서 보관하여 clean bench로 옮긴 다음 0.
오미자 지표성분의 분석을 위하여 schizandrin (SigmaAldrich Chemical Co.)과 gomisin A (Aladdin Inc., Beijing,China) 및 gomisin N (Avention Inc., Seoul, Korea)을 표준품으로 사용하였다. 준비된 오미자 추출물(SF) 500 mg을 20 ml의 MeOH에 녹여 20분간 초음파 추출을 한 다음 0.
퇴행성관절염 유발을 위한 실험동물은 4~6주령 무게 약 180~200 g 정도의 male SD 쥐를 이용하였으며 Zoletile (cat. No. 06516, Virbac, Carros, France)과 Rumpun (cat. No. 41882,Bayer Korea, Seoul, Korea)을 2:1 비율로 희석한 후에 복강주사로 마취시켰다. 마취시킨 쥐의 무릎 주변을 제모하고 골관절염 유발물질인 MIA (Sigma-Aldrich Chemical Co.
데이터처리
그리고 각 실험군 간의 차이를 검정하기 위하여 Student's t-test를 실시하였다.
모든 실험 결과는 평균±표준오차로 표시하였다.
이론/모형
Cells were incubated with the indicated concentrations of SF for 24 hr (A) or with the indicated concentrations of SF or IL-1β (20 ng/ml) alone,or pretreated with 100, 250, and 500 μg/ml of SF for 1 hr before incubation with IL-1β for 24 hr (B). Cell viability was determined by the MTT assay. Data are expressed as the mean ±SD of three independent experiments (**p<0.
Primary culture된 연골세포에 대한 오미자 추출물의 세포독성을 평가하기 위해 MTT assay를 수행하였다. Fig.
여과액을 모두 합하여 MeOH을 넣어 50 ml로 정량하여,High-performance liquid chromatography (HPLC) 분석 시료 액으로 사용하였다. 오미자 색소성분의 정량 분석에는 Agilent1100 series HPLC system (Agilent Technologies, Santa Clara,CA, USA)이 사용되었다. HPLC 컬럼은 Waters사(Milford,MA, USA)의 Zorbax Eclipse XDB-C18 (4.
오미자 추출물에 대한 퇴행성관절염 개선 효능을 MIA 유도 퇴행성관절염 유발 동물모델에서 확인하기 위하여 MIA 유도 모델을 사용하였다. MIA는 관절강 내에 주입 시 관절연골세포에서 진행되는 해당과정의 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) 활성을 억제하여, 관절연골의 대사과정을 저해시키고, 관절연골의 변성을 일으켜 퇴행성관절염을 유도하는 물질로 잘 알려져 있다[9].
성능/효과
Fig. 2A의 결과에 의하면 primary culture된 연골세포에 대한 오미자 추출물의 세포독성은 오미자 추출물을 처리하지 않고 배양한 대조군의 세포생존율 100%를 기준으로 500 μg/ml 농도까지는 90% 이상의 생존율이 나타났으므로 세포독성이 거의 없는 것으로 판단되지만 750 μg/ml 처리군에서는 생존율이 80% 이하로 감소되는 것으로 확인되었다.
Fig. 3에 나타낸 결과에서 알 수 있듯이, IL-1β가 단독 처리된 연골세포에서는 MMP-1, -3 및 -13의 발현 및 효소 활성이 매우 증가되었음을 알 수 있었다.
퇴행성관절염이 유도된 대조군은 정상군에 비하여 시험기간 동안 체중이 유의적으로 낮았으나, 오미자 추출물(100 mg/kg) 투여군의 경우 실험기간 동안 체중 증가 양상은 대조군에 비해 높고 정상군 및 양성대조군과 유사한 증가 패턴을 보였지만 통계적으로 유의적인 차이는 없었다(Table 2). 그러나 MIA가 처리된 대조군 조직에서는 정상군에 비하여 MMP-1 및 MMP-3의 발현이 매우 증가됨을 확인할 수가 있었으며, 육안적 관찰에서도 관절염이 유도되었음을 확인하였다(data not shown). 그러나 오미자 추출물(100 mg/kg)을 투여한 군에서는 대조군에 비해 증가되었던 MMP-1 및 MMP-3의 발현이 정상군 수준으로 회복되는 것을 확인할 수 있었다(Fig.
그러나 MIA가 처리된 대조군 조직에서는 정상군에 비하여 MMP-1 및 MMP-3의 발현이 매우 증가됨을 확인할 수가 있었으며, 육안적 관찰에서도 관절염이 유도되었음을 확인하였다(data not shown). 그러나 오미자 추출물(100 mg/kg)을 투여한 군에서는 대조군에 비해 증가되었던 MMP-1 및 MMP-3의 발현이 정상군 수준으로 회복되는 것을 확인할 수 있었다(Fig. 4). 아울러 동일 조건에서 MMP-13의 발현 억제 양상도 이와 매우 유사하였으므로[11], 오미자 추출물이 퇴행성관절염 모델에서 관절염 유도 초기단계에 진행되는 MMP-1과 MMP-3의 효소 활성을 억제하여 연골세포 보호 예방효과가 있는 것으로 추정된다.
그리나 오미자 추출물(100~500 μg/ml)을 처리한 결과 3가지 MMPs의 mRNA 발현이 모두 처리 농도 의존적으로 감소되었으며, 이와 일치되게 IL-1β에 의해 증가된 MMP-1, -3 및 -13의 효소 활성이 오미자 추출물에 의해서 유의적으로 감소됨을 확인하였다(Fig. 3A, Fig. 3B).
본 연구에서는 IL-1β 및 MIA에 의하여 유발되는 퇴행성관절염 in vitro 및 in vivo 모델을 이용하여 오미자 추출물의 효능을 조사하였으며, 오미자 추출물에 의한 MMPs의 효소활성감소에서 유의성 있는 결과를 보임에 따라 퇴행성관절염 초기 및 관절연골 개선에 그 효과가 유의적으로 작용할 것이라 사료된다.
또한 IL-1β를 이용한 연골세포(chondrocytes) 모델에서 오미자 추출물이 염증성 인자의 생성을 억제할 뿐만 아니라 MMPs효소활성을 억제하여 퇴행성관절염에 대한 보호 효능 가능성이 알려진 바 있으며[12], monosodium iodoacetate (MIA)로 유도된 퇴행성관절염 동물모델에서도 염증성 인자 및 MMP-13의 효소활성을 저해시킨다고 보고한 바 있다[11]. 이러한 결과를 살펴볼 때 퇴행성관절염과 같은 염증성 질환으로 인한 연골 소실을 방지할 수 있는 기능성 후보소재로서 오미자 추출물의 활용 가능성이 도출되었으나, primary culture된 연골세포에서 MMPs의 조절 기전과 in vivo 모델에서 MMP-1및 -3의 조절효능 여부는 아직 밝혀진바 없다. 이에 본 연구에서는 오미자 추출물이 primary culture된 in vitro 연골세포 모델 및 in vivo 모델에 미치는 연골 기질 손상에 대한 기전을 추가로 해석하고자 한다.
MIA 유도 관절염 동물모델에서 오미자 추출물의 효능을 검증하기 전 단계로써 MIA 관절염 유도 후 각 개체의 체중을 시료의 경구투여가 시작된 날부터 3주간 측정하였다(N=8). 퇴행성관절염이 유도된 대조군은 정상군에 비하여 시험기간 동안 체중이 유의적으로 낮았으나, 오미자 추출물(100 mg/kg) 투여군의 경우 실험기간 동안 체중 증가 양상은 대조군에 비해 높고 정상군 및 양성대조군과 유사한 증가 패턴을 보였지만 통계적으로 유의적인 차이는 없었다(Table 2). 그러나 MIA가 처리된 대조군 조직에서는 정상군에 비하여 MMP-1 및 MMP-3의 발현이 매우 증가됨을 확인할 수가 있었으며, 육안적 관찰에서도 관절염이 유도되었음을 확인하였다(data not shown).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
퇴행성관절염의 가장 큰 악화 요인은 무엇인가?
퇴행성관절염(osteoarthritis)은 관절에 일어난 염증으로 통증 뿐만 아니라, 관절강직(joint stiffness) 및 부종(edema)이 동반되고 면역계 이상, 감염, 외상, 대사 장애 등과 더불어 일상생활의 활동 및 운동 장애를 유발하여 삶의 질을 저하시키는 대표적인 퇴행성 질환이다[7]. 퇴행성관절염의 가장 큰 악화 요인으로는 matrix metalloproteinases (MMPs)의 활성 증가이며, 이로 인하여 연골을 구성하는 collagen matrix의 손상을 유발한다[17, 22]. MMPs는 proteoglycan, collagen, gelatin 및 aggrecan 등 연골을 구성하는 기질단백질분해효소로서, interleukin-1 (IL-1)과 tumor necrosis factor-α (TNF-α) 같은 염증성 cytokine에 의해 활성이 증가된다.
matrix metalloproteinases는 무엇이며 무엇에 의해 활성이 증가되는가?
퇴행성관절염의 가장 큰 악화 요인으로는 matrix metalloproteinases (MMPs)의 활성 증가이며, 이로 인하여 연골을 구성하는 collagen matrix의 손상을 유발한다[17, 22]. MMPs는 proteoglycan, collagen, gelatin 및 aggrecan 등 연골을 구성하는 기질단백질분해효소로서, interleukin-1 (IL-1)과 tumor necrosis factor-α (TNF-α) 같은 염증성 cytokine에 의해 활성이 증가된다. 다양한 MMPs 중에서 주된 역할을 하는 것이 MMP-1 (collagenase)과 MMP-3(stromelysin)이며, 이들의 활성은 tissue inhibitors of MMPs(TIMPs)에 의하여 억제된다.
퇴행성관절염이란?
퇴행성관절염(osteoarthritis)은 관절에 일어난 염증으로 통증 뿐만 아니라, 관절강직(joint stiffness) 및 부종(edema)이 동반되고 면역계 이상, 감염, 외상, 대사 장애 등과 더불어 일상생활의 활동 및 운동 장애를 유발하여 삶의 질을 저하시키는 대표적인 퇴행성 질환이다[7]. 퇴행성관절염의 가장 큰 악화 요인으로는 matrix metalloproteinases (MMPs)의 활성 증가이며, 이로 인하여 연골을 구성하는 collagen matrix의 손상을 유발한다[17, 22].
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