Effect of aging on expression of nitric oxide and inducible nitric oxide synthase in human gingival fibroblasts

Abstract

치주질환의 진행이 나이에 의해 영향을 받는다는 사실은 알려져 있으나 노화에 따른 치주조직 세포의 기능적인 변화에 관한 사실은 많이 알려져 있지 않다. 노화에 따른 세포의 노화가 치주질환의 진행에 어떠한 여향을 끼치는가를 아는 것은 중요하다. 염증 상태에서 nitric oxide (NO)는 조직 파괴에 관여하는 인자로 작용하여 치주질환의 진행에 관여하는 것으로 알려져 있다. 따라서 이 연구는 사람의 치은에서 배양된 치은섬유아세포를 이용하여 세포의 노화에 따른 NO와 이의 합성효소인 inducible nitric oxide synthase (iNOS)의 발현을 알아봄으로써 세포의 노화가 치주질환의 진행에 끼치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 10세의 환자와 55세의 환자에서 각각 채취한 치은에서 배양된 세포와 10세의 환자에서 채취한 세포를 계속적인 계대배양을 통해 얻은 실험실 상 노화된 세포를 포함하여 총 3 종류의 치은섬유세포를 실험에 이용하였다. Hot phenol-water extraction을 통해 추출된 Porphyromonas, gingivalis ATCC 33277 lipopolysaccharide (LPS)와 재조합 IFN-γ를 세포에 적용시켜 Griess assay를 통해 조건화된 배지에서 NO를 측정하였다. 20세와 55세의 환자에서 채취된 치은 조직과 총 3 종류의 배양된 세포에 NOS-II 항체를 적용시켜 iNOS 단백질 발현을 관찰하였다. Total RNA를 추출하여 RT-PCR를 통해 iNOS mRNA의 발현을 분석하였다. 치은섬유아세포에서 NO는 자발적으로 발생되었고, 이러한 발현은 젊은 세포보다 노화된 세포에서 강하였다. P, gingivalis LPS와 제조합 IFN-γ는 치은섬유아세포에서 NO의 발현을 증가시켰고, 이러한 발현은 젊은 세포보다 노화된 세포에서 강하였다. 면역조직화학 염색에서 iNOS 단백질은 젊은 사람과 노화된 사람의 치은 조직 모두에서 치은섬유아세포와 상피의 기저층 세포와 염증세포에서 발현되었으나 노화에 따른 발현의 차이를 구별할 수는 없었다. 세포의 면역염색에서 iNOS 단백질은 노화된 세포에서 강하게 발현되었고 이러한 발현은 LPS와 IFN-γ에 의해 강화되었다. LPS와 IFN-γ의 조건이 주어지지 않은 상태에서 iNOS mRNA는 젊은 세포에서보다 노화된 세포에서 강하게 발현되었다. 이러한 결과를 통해 세포의 노화가 NO와 iNOS 발현을 증가시킴으로서 치주질환의 진행에 영향을 끼칠 수 있음을 시사하였다.