[보고서]상아질 재생과 치수 건전성 유지를 위한 신개념 기반 기술 연구

하정홍

[국가R&D연구보고서] 상아질 재생과 치수 건전성 유지를 위한 신개념 기반 기술 연구
Establishment of new conceptual approaches for regenerating dentin and preserving pulpal integrity 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	경북대학교 KyungPook National University
연구책임자	하정홍
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2018-11
과제시작연도	2017
주관부처	과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT
연구관리전문기관	한국연구재단 National Research Foundation of Korea
등록번호	TRKO201900025987
과제고유번호	1711059456
사업명	개인기초연구(미래부)
DB 구축일자	2020-09-05
키워드	상아질 재생.치수염증.기능분석.소형동물모델.신약재창출.전달체.수복재료.치아보존.임상기법기반연구.

초록 ▼

□ 연구개요
- 다양한 약재와 수복재료를 적용·분석할 수 있는 실험동물 기능 분석기법을 확립하고 이를 적극적으로 활용하여 치아상실을 근본적으로 방지하고 극복할 수 있는 실질적인 기반 연구결과를 생산하고자 함.
- 상아질 재생과 치수 건전성 유지를 위한 신호전달체계를 조직형태학적인 연구결과와 입체적으로 분석하여 신약개발 작용점을 발굴하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
- “치수강 노출 생쥐 실험동물모델”의 확립 및 재현성을 확인하였음.
- 치수강 노출 후, 상아질 및 치수 변화 양상을 형태학 및 분자생물학적인 수준에서 학인을 하였으며, 상아질 재생과 치수 염증 제어와 관련된 baseline 기작 및 현상을 구명하였음.
- 특정한 약물 전달체를 이용하여, 정상 치유과정과의 비교연구를 통하여 독성과 기능을 분석하였음..
- 전달체의 약물탑재능을 확인하였고, 이를 기반으로 다양한 약재를 실험동물모델에서 평가 할 수 있었음.
- Drug repositioning 개념을 적용하였음. 현재 Bortezomib, Apigenin 등을 이용하여 조직형태학적 및 분자생물학적 수준에서 평가를 수행하였음.
- 마이크로 CT를 이용하여 비파괴적 평가 및, 3차원적이면서 정량적인 분석을 수행하였으며, 이 기법을 이용한 분석의 기준을 마련하였음.
- 치수 노출시의 염증조절 및 삼차상아질 형성으로 잔존치질을 보존하는 것이 최선이나, 이것이 실패한 경우 치근 건전성 유지 및 치아 보존을 할 수 있는 연구도 수행하였음.
- 연구내용들을 논문의 형식으로 출판하였음. (주저자로 SCI 논문 3편 발표하였음)

□ 연구개발결과의 중요성
- 다양한 약재와 수복재료를 적용·분석할 수 있는 실험동물 기능 분석기법을 확립하고 이를 적극적으로 활용하여 치아상실을 근본적으로 방지하고 극복할 수 있는 실질적인 기반 연구결과로 판단됨.
- 상아질재생과 치수건전성유지를 위한 신호전달체계를 조직형태학적 연구결과와 입체적으로 분석, 신약개발작용점을 발굴하였으며, 후속연구의 기반이 될 수 있음을 확신함.
- 본 연구는 상아질 재생 및 치수 염증제어에 관한 근본적인 연구결과를 생산하기 위하여, 치과보존학 분야에 새로운 생쥐 실험 동물모델을 도입하였고, 최근 다양한 분야에서 새롭게 도입되어 확인된 연구결과들을 검증하여, 단편적인 세포수준의 신호전달체계 분석과 병리형태학적인 해석의 수준과 같은 기존 연구의 한계점을 뛰어 넘는 입체적인 연구결과를 생산하여 상아질 재생과 치수 염증제어의 새로운 패러다임을 제시하였음
- 치과의약품 개발 및 관련 산업활성화를 통한 고용창출, 고도화된 산업기반을 마련에 이바지.
- 치의학 분야의 신약개발 및 관련 산업분야의 토대구축과 임상기술의 발달을 통한 사회적 비용의 감소 그리고 국민 행복지수의 증진에 기여할 것임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

표지 ... 1
연구결과 요약문 ... 2
목차 ... 3
1. 연구개발과제의 개요 ... 4
2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
가. 연구수행내용 ... 4
나. 연구결과 ... 6
3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
4. 참고문헌 ... 13
5. 연구성과 ... 16
대표적 연구실적 ... 20
끝페이지 ... 29

표/그림 (12)

표 Masson's trichrome staining in pulp and dentin of upper molar with method after 3 days (A to H), and 5 days (I to P). After 3 days, no obvious differences was observed between control and experimental specimens in morphological aspects. the experimental group showed more numbers of blood vessel structures and heterochromatin staining pattern of nucleus within the adjacent cells to the dentin wall when compared with the control group (B to D, F to H). After 5 days pulpal and dentinal tissues showed the not much altered to 3 days specimens in control group (I to L). 1 μM bortezomib treated specimen showed the functional blood vessel structures with blood cells and more stabilized cell and tissue conditions with well arranged collagen bundles in the pulp and heterochromatin staining patterns in adjacent cells to the dentin wall (M to P)
표 Immunolocalization patterns against the Nestin, CD31, and MPO were examined after 3 (A to F) and 5 days (G to L) from the cavity preparation. Localization pattern of Nestin, as a biological indicator for active odontoblast, was examined after 3 and 5 days after the cavity preparation (A, D, G, and H). After the treatment of bortezomib, strong Nestin positive reaction cells were detected along with the dentin wall at 3 day from cavity preparation but at 5 day, bortezomib treated specimen showed the decreased number of Nestin positive cells when compared with the control (D and J). CD31, also known as PECAM and a well known marker for endothelial cells, localization pattern was also examined (B, E, H, and K). In bortezomib treated group showed the strong positive reaction against the CD31 at 3 day, meanwhile control group showed the positive reaction at 5 day (E and K). We also examined the MPO for evaluation of inflammation level in the pulpal cells after the cavity preparation (C, F, I, and L). MPO positive cells were mainly examined at 3 day after the bortezomib treatment and 5 day in the control group(F and L)
표 Cultivated the mesenchymal cells onto the petridish lid for one day with or without bortezomib to examine the altered expression patterns of related signaling molecules
표 Micro-CT examination after the 5 and 42 days from cavity preparation
표 약재에 의한 유전자 발현의 변화양상을 확인하고자 고안한 체외배양기법 모식도 및 상아질 재생 및 치수건전성 유지에 관여하는 것으로 알려진 후보 유전물질의 primer 염기서열
표 Statistical analyses of MTC and immunohistochemical staining against NESTIN, CD31 and MPO
표 Immunolocalization patterns of Axin2 and TGF-β on 3 and5 days after cavity preparation. Arrows indicate positivelocalization. Scale bars: 50 μm
표 Histological examinations 42 days after cavity preparation showing formation of dentin bridge. (A, B, E, and F) HE staining. (C, D, G, and H) Masson’s trichrome staining. Scale bars A, C, E, and G: 200 μm; B, D, F, and H: 50 μm
표 Micro-CT examinations after 5 and 42 days from cavity preparation. Schematic diagram of occlusal view of the ROI. The percentage of hard tissue volume regenerated within ROI
표 Baseline에서의 pulpal cavity prepration (A), 6주 경과시 약재와 전달체를 보호하고 있는 수복재가 미세누출이나 유출 없이 잘 유지되고 있는 사진 (B)
표 Apigenin 처리 후의 tertiary dentin formation 관찰. H&E staining 및 MTC staining
표 Apigenin 처리 군에서, Nestin 발현이 빠르게 일어나고, 염증을 나타내는 지표인 MPO 발현이 늦게 나타나는 것이 관찰됨. 이는 초기 염증반응을 억제하여 dentin 치유가 빠르게 일어날 수 있게 하는 것으로 추정되며, 추가적인 연구가 필요함

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