□ 연구개요 혈소판은 말초 혈액 내에 존재하는 유형 성분인 혈구의 일종으로, 다양한 성장 인자들을 포함하고 있어 혈소판을 농축한 제제를 골재생 등에 이용하고 있음. 그러나 혈소판 내dense granule은 골형성활동, 조골세포의 분화 및 증식 억제, 골밀도 감소 등에 관여한다고 알려진 세로토닌을 포함하고 있어, 혈소판 내 세로토닌의 작용의 조절을 통해 골재생을 촉진시킬 수 있는가에 대해 연구를 수행함. 연구는 혈소판풍부혈장의 혈액학적 연구, 혈소판 풍부혈장 내 세로토닌이 골재생에 미치는 영향에 대한 in vitro, in v
□ 연구개요 혈소판은 말초 혈액 내에 존재하는 유형 성분인 혈구의 일종으로, 다양한 성장 인자들을 포함하고 있어 혈소판을 농축한 제제를 골재생 등에 이용하고 있음. 그러나 혈소판 내dense granule은 골형성활동, 조골세포의 분화 및 증식 억제, 골밀도 감소 등에 관여한다고 알려진 세로토닌을 포함하고 있어, 혈소판 내 세로토닌의 작용의 조절을 통해 골재생을 촉진시킬 수 있는가에 대해 연구를 수행함. 연구는 혈소판풍부혈장의 혈액학적 연구, 혈소판 풍부혈장 내 세로토닌이 골재생에 미치는 영향에 대한 in vitro, in vivo 수준의 규명을 세부 목표로 진행함.
□ 연구 목표대비 연구결과 - 혈소판풍부혈장의 혈액학적 연구: 본 연구에서 수행한 double centrifuge technique을 통해 전혈에 비해 혈소판이 약 4.7배 농축된 혈소판풍부혈장을 얻을 수 있었음. - 동물모델에서 혈소판풍부혈장에 의한 골재생 효과 규명 • 혈소판풍부혈장 내 세로토닌이 골재생에 미치는 영향을 in vitro 수준에서 규명: Primary osteoblast의 세로토닌의 농도에 따른 분화 정도를 RT-PCR을 통해 확인하였으며, 세로토닌의 농도가 증가할수록 조골세포의 분화가 증가되었음. 조골 세포의 세로토닌 수용기들의 발현 분석을 통해 기존에 알려진 5HTr-1b, 5HTr-2a 외에도 5HTr-6가 조골세포에 존재함을 확인함. 혈소판의 유무, 농도에 따라 OCN, ALP 발현은 감소하였으며, Osterix, RankL은 발현이 증가함. PRP에 세로토닌 수용기 inhibitor (5HTr-1b, 5HTr-2a, 5HTr-6 inhibitor)의 농도별 처리를 통해, 5HTr-1b inhibitor는 OCN, ALP의 발현 증가를 보였으며, 5HTr-2a inhibitor, 5HTr-6 inhibitor 등은 발현에 미치는 영향이 적었음. • 혈소판풍부혈장 내 세로토닌이 골재생에 미치는 영향을 in vivo 수준에서 규명: C57BL/6 mouse를 이용한 calvarial defect model에 absorbable collagen sponge(ACS)를 scaffold로 하여 PBS군, BMP-2군, PRP군, BMP-2+PRP군, BMP-2+PRP+5HTr-1b inhibitor, BMP-2+PRP+5HTr-2a inhibitor군, BMP-2+PRP+5HTr-6 inhibitor군으로 animal study를 시행한 결과, PBS군과 비교시 모든 실험군에서 보다 많은 신생골의 형성되었으며, BMP-2+PRP, BMP-2, PRP군의 순으로 많은 신생골 형성이 관찰됨. Serotonin inhibitor의 영향 분석시, 5HTr-2A inhibitor 경우에만 신생골 형성이 증가되었으며, 5HTr-1B inhibitor, 5HTr-6 inhibitor의 경우에는 골형성 감소가 관찰되었음. 추가 실험(PBS군, BMP-2군, PRP군, PRP+5HTr-1b inhibitor군, PRP+5HTr-2a inhibitor군, PRP+5HTr-6 inhibitor군)에서는, PBS군에 비해 모든 실험군에서 보다 많은 신생골이 형성되었으며, BMP-2군에서 가장 많은 골형성을 보였음. PRP와 함께 serotonin inhibitor를 적용한 실험군에서 유의한 신생골 형성 증가는 관찰되지 않음.
□ 연구개발결과의 중요성 본 연구는 현재 임상에서 사용되는 PRP의 골재생 효과를 in vitro, in vivo 수준에서 확인하고, PRP의 효과를 증진시키기 위한 방안으로 serotonin의 기능 조절을 연구함. 또한 이를 현재 많이 사용하는 골재생촉진제인 BMP-2와의 비교를 통해 보다 효율적인 골재생을 위한 방안에 대한 가이드를 제시하고자 하였음. 본 연구 결과 PRP가 골재생 증가를 가져오나 가장 효율적인 골재생 증가는 BMP-2였으며, 이런 PRP의 골재생을 증가시키기 위한 serotonin inhibitor의 적용은 유의한 골재생 증가를 가져오지 않음을 확인하였음. 본 연구 결과는 향후 골 결손부 수복에서 보다 효과적인 골재생을 위한 방법을 개발하는 데에 유용한 연구가 될 것으로 생각됨.
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