초록 ▼

본 연구는 인공관절 적용을 위한 관절염 동물모델의 개발 및 관절염 조기진단 인자의 탐색을 최종 목표로 하며, 특히 관절염 동물 모델에서 관절염 치료약인 항산화제 및 항염증제을 투여후 관절액 및 조직에서 TRAP, Cathepsin K등의 변화상을 관찰하여 조기 진단 인자로써 임상적인 유용성 및 활용성을 평가한다 Osteoarthritis (OA)는 퇴행성 관절 질환이며 동물과 사람에서 삶의 질을 낮추게 하거나 무능하게 만드는 주요 원인이다. 또한 퇴행성관절염에 의해 손상되는 연골은 무혈관 조직이며 산소의 양과 영양성분의 공급을 제대

본 연구는 인공관절 적용을 위한 관절염 동물모델의 개발 및 관절염 조기진단 인자의 탐색을 최종 목표로 하며, 특히 관절염 동물 모델에서 관절염 치료약인 항산화제 및 항염증제을 투여후 관절액 및 조직에서 TRAP, Cathepsin K등의 변화상을 관찰하여 조기 진단 인자로써 임상적인 유용성 및 활용성을 평가한다 Osteoarthritis (OA)는 퇴행성 관절 질환이며 동물과 사람에서 삶의 질을 낮추게 하거나 무능하게 만드는 주요 원인이다. 또한 퇴행성관절염에 의해 손상되는 연골은 무혈관 조직이며 산소의 양과 영양성분의 공급을 제대로 받지 못해 관절염을 더욱 악화시킬 수 있다. 이번 연구에서는 배양된 연골세포와 연골조직에서 저산소시의 효과와 실 험적으로 유도된 퇴행성관절염 부위에서 얻은 활액내의 세포사멸 관련 인자와 그 기전에 대하여 조사하고, 관절염의 조기진단인자와 치료제로서의 임상적 적용 가능성을 확인하였다. 배양된 연골세포에 단백질 분해 효소 억제제인 ALLN과 재조합된 TRAIL 단백질을 처리하고 21% O2 와 1% O2 상태에서 24시간 동안 배양한 후 세포사멸 효과를 조사해본 결과 21% O2에서 보인 세포사멸 효과가 1% O2에서는 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 원인으로는 세포사멸의 중심적인 역할을 하는caspase의 활성, 활성산소종의 생성과 미토콘드리아의 막전압의 소실이 저 산소 상태에서는 이루어지지 않아서 세포사멸을 억제시키는 것으로 확인 하였다.
실험적으로 관절염을 유도시킨 후 얻은 관절액에서 다양한 세포사멸 인자들을 확인해본 결과 정상적인 관절액과 비교하여 퇴행성관절염이 발생한 관절액에서 caspase-8의활성과 TRAIL 단백질이 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 세포막의 손상시 세포외로 많이 유리되는 것으로 알려진 lactate dehydrogenase가 증가를 하였고, 세포사멸을유도하는 것으로 알려져 있는 활성 산소종 또한 정상 관절액에 비하여 많이 생성되는것을 확인하였다.
본 연구에서는 관절 부위의 변화와 관절을 구성하고 있는 연골과 연골세포 사멸의 증강 및 억제 조절 기전을 조사하였고, 조직 및 방사선학적 접근은 물론 분자생물학적 기법을 이용한 관절액의 분석을 통해 관절염과 관련하여 변화를 보이는 인자들을 확인하였다. 그 결과 연골세포의 저산소 상태에서의 배양에 의해 다양한 약물에 따른세포사멸의 저항력이 강해지는 것을 확인할 수 있었고, 이러한 결과는 관절염의 치료적 접근에 방향을 제시해주는 것이다. 또한 활액내의 다양한 세포사멸 인자들의 증가는 세포사멸이 퇴행성 관절염에 중요한 역할을 한다는 것을 말해주며, 이러한caspase, ubiquitin, TRAIL, MMP, TIMP, ROS와 LDH등과 같은 세포사멸 인자들이연골조직의 변성과 퇴행성 관절염을 포함한 관절 관련 질환에 매우 중요한 역할을 할것으로 생각되고, 퇴행성 관절염의 진단이나 예방과 치료 등에 적용할 수 있을 것으
로 생각된다.

Abstract ▼

The purpose of this investigation will be the development of arthritis experimental animal model for artificial joint and investigation of arthritis factor for early diagnosis
Osteoarthritis (OA) is the most common form of degenerative joint diseases and a major cause of disability and impaired q

The purpose of this investigation will be the development of arthritis experimental animal model for artificial joint and investigation of arthritis factor for early diagnosis
Osteoarthritis (OA) is the most common form of degenerative joint diseases and a major cause of disability and impaired quality of life in the elderly. Also, articular cartilage is an avascular tissue with significantly reduced levels of oxygen and nutrients. Therefore, chondrocyte survival and cartilage homeostasis demand both nutrition and oxygen supply by diffusion from the synovial fluid and the subchondral bone. In this study, we investigated the effect of hypoxia in primary cultured canine chondrocyte and cartilage, the change of apoptotic factor in synovial fluid obtained from an experimental osteoarthritic (OA) model and the major signaling pathways involved in OA cartilage degradation. The canine chondrocytes were exposed to proteasome inhibitor, ALLN and subsequently treated with the recombinant TRAIL protein for 24 hours under normoxic (21% O2) and hypoxic (1% O2) conditions. The cells treated with proteasome inhibitor and TRAIL under normoxic condition showed apoptosis after 24 hours. But, this
sensitization by the combined treatment was inhibited by hypoxia in canine
chondrocytes. To explore the underlying mechanism, mature beagle dogs
underwent a unilateral surgical transection of the cranial cruciate ligament and a medial collateral ligament and medial meniscectomy. The synovial fluid was collected and assay for western blot, lactate dehydrogenase and reactive oxygen species (ROS) were conducted. Western blot analysis showed that the synovial fluid obtained from osteoarthritis dog showed markedly increased activation of caspase-8 as compared to that of normal. In addition, synovial fluid from osteoarthritis also significantly increased ubiquitin and TRAIL protein expression. Also, osteoarthritis synovial fluid showed high levels of reactive oxygen species (ROS) and increased latate dehydorgenase (LDH) activity.
Our results suggest that the maintenance of hypoxic condition inhibits articular chondrocyte apoptosis, thus it may have a suppressing effect on the pathogenesis and progression of osteoarthritis (OA). Also, apoptosis may play a pivotal role in osteoarthritis (OA), this apoptotic factor may have a crucial role in cartilage generation and destructionin joint related disease including osteoarthritis. Thus it will be useful for examining the OA pathogens and biomarker to diagnosis.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문 ...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문 ...4
• 2. 영문요약문 ...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• 1. 서론 ...6
• 2. 연구방법 및 이론 ...7
• 3. 결과 및 고찰 ...12
• 4. 결론...21
• 5. 인용문헌...23