Journal of Periodontal and Implant Science

Korean Academy of Periodontology (대한치주과학회)
권호 표지

Expression of Superoxide Dismutase Isoforms in Inflamed Gingiva

염증성 치은에서 superoxide dismutase isoform의 발현에 대한 연구

  • Na, Hei-Jin (Department of Periodontology, Chonnam National University) ;
  • Kim, Ok-Su (Department of Periodontology, School Of Dentistry, Dental Science Research Institute, Chonnam National University) ;
  • Park, Byung-Ju (Dept, of Oral Biochemistry, School Of Dentistry, Dental Science Research Institute, Chonnam National University)
  • 나혜진 (전남대학교 치의학전문대학원 치주과학교실) ;
  • 김옥수 (전남대학교 치의학전문대학원 치주과학교실, 치의학연구소) ;
  • 박병주 (전남대학교 치의학전문대학원 구강생화학연구소 및 치의학연구소)
  • Published : 2006.03.30

Abstract

유리 라디칼과 활성 산소종, 산화방지제 간의 불균형이 염증성 구강내 질환의 발생과 진행에 있어 중요한 역할을 한다는 주장이 제기되었고 최근에는 만성 염증성 치주질환에서도 산화에 의한 소실이 관찰되었다. 다양한 내적인 항산화 방어 기전 중 superoxide dismutase 가 $O_2$를 $H_2O_2$로 효과적으로 전환시킴으로써 활성산소종에 대한 일차적인 방어를 맡고 있다. 현재까지 인간에서 발견된 superoxide dismutase 는 cytoplasmic copper-zinc SOD와 mitochondrial manganase SOD, extracellular SOD의 3가지 아형이다. 이번 연구는 만성 치주질환을 가전 환자의 치주조직에서 효소 항산화제인 SOD의 발현정도를 알아봄으로써 질환조직 내의 산화자극 정도를 평가해 보고자하였다. 전남대학교 치주과에 내원한 33명의 만성 치주질환자와 20명 의 임상적으로 건강한 대상으로부터 조직을 얻어 Cu/Zn-SOD와 Mn-SOD, EC-SOD를 이용한 면역조직화학 염색을 시행하였다. 임상적 소견과 조직학적 소견이 일치하지 않아 조직학적 소견을 기준으로 건강한 조직, 경도, 중등도, 중도 치주질환 조직으로 그룹을 나누고 완전한 상피와 결합조직을 가진 27개의 표본에 대한 분석을 시행하였다. 치주질환 조직에서 건강한 조직에 비해 Cu/Zn-SOD가 상피의 기저층과 상피에 근접한 결합조직에서 발현되고 Mn-SOD는 염증이 증가함에 따라 크게 상피의 과립증과 각화층, 그리고 상피에 근접한 결합조직에서 발현됨으로써 활성산소종이 치주조직 파괴에 관여한다는 것을 알 수 있었다. 세 아형 모두 혈관주위에서 발현되었고 특히 EC-SOD는 작은 모세혈관주위에서만 발현되었으나 염증에 의해 혈관벽이 두꺼워지고 혈관 수가 증가한 곳에서 뚜렷하게 염색되었다. 이번 연구는 염증성 치주조직내 증가된 SOD의 활성이 치주질환자의 산화자극 정도와 관련되어 있음을 시사하였다.

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References

  1. Halliwell B, Gutteridge JMC, Cross CE. Free radicals, antioxidants, and human disease: where are we now? J Lab Clin Med 1992;119:598-620
  2. Chapple ILC, Reactive oxygen species and antioxidants in inflammatory diseases. J Clin Periodontol 1997;24:287-296 https://doi.org/10.1111/j.1600-051X.1997.tb00760.x
  3. Ding Y, Ditto V-J, Firth J. Modulation of host matrix metalloproteinases by bacterial virulence factors relevant in human periodontal diseases. Oral Dis 1995;1:279-286 https://doi.org/10.1111/j.1601-0825.1995.tb00194.x
  4. Waddington R. J, Moseley R, Embery G. Periodontal disease mechanisms. Reactive oxygen species: a potential role in the pathogenesis of periodontal disease. Oral Dis 2000;6:138-151 https://doi.org/10.1111/j.1601-0825.2000.tb00325.x
  5. Chapple ILC, Mason GI, Garner I et al. Enhanced chemiluminescent assay for measuring the total antioxidant capacity of serum, saliva and crevicular fluid. Ann Clin Biochem 1997;34:412-421 https://doi.org/10.1177/000456329703400413
  6. Moore S, Calder KAC, Miller NM, Rice-Evans CA. Antioxidant activity of saliva and periodontal disease. Free Radic Res 1994;21:417-425 https://doi.org/10.3109/10715769409056594
  7. Guarnieri C, Zucchelli G, Bernardi F et al. Enhanced superoxide production with no change of the antioxidant activity in gingival fluid of patients with chronic adult periodontitis. Free Rad Res Comms 1991;15:11-16 https://doi.org/10.3109/10715769109049120
  8. Marton IJ, Balla G, Hegedus C et al. The role of reactive oxygen intermediates in the pathogenesis of chronic apical periodontitis. Oral Microbiol Immunol 1993;8:254-257 https://doi.org/10.1111/j.1399-302X.1993.tb00570.x
  9. Degushi S, Hori T, Creamer H. Neutrophil-mediated damage to human perodontal ligament-derived fibroblasts: role of lipopolysaccharide. J Periodont Res 1990;25:293-299 https://doi.org/10.1111/j.1600-0765.1990.tb00918.x
  10. McCord JM. Free radicals and inflammation. Protection of synovial fluid by superoxide dismutase. Science 1974;185:529-531 https://doi.org/10.1126/science.185.4150.529
  11. Tate RM, Repine JE. Neutrophile and the adult respiratory distress syndrome. Am Rev Respir Dis 1983;125:552-559
  12. Droge W, Pottmeyer-Gerber C, Schimidt H, Nick S. Glutathione augments the activation of cytotoxic T lymphocytes in vivo. Immunobiol 1988;172:151-156
  13. Asman B, Engstrom PE, Olsson T, Bergstrom K. Increased luminol enhanced chemiluminescence from peripheral granulocytes in juvenile periodontitis. Scand J Dent Res 1984;92:218-223
  14. Asman B, Bergstrom K, Wijkander P, Lockowandt B. Influence of plasma components on luminol enhanced chemiluminescence from peripheral granulocytes in juvenile periodontitis. J Clin Periodontol 1986;13:850-855 https://doi.org/10.1111/j.1600-051X.1986.tb02242.x
  15. Asman B. Peripheral PMN cells in juvenile periodontitis. J Clin Periodontol 1988;15:360-364 https://doi.org/10.1111/j.1600-051X.1988.tb01012.x
  16. Kimura S, Yonemura T, Kaya H. Increased oxidative product formation by peripheral blood polymorphonuclear leukocytes in human periodontal diseases. J Periodontal Res 1993;28:197-203 https://doi.org/10.1111/j.1600-0765.1993.tb01069.x
  17. Akalin FA, Toklu E, Renda N. Analysis of superoxide dismutase activity levels in gingiva and gingival crevicular fluid in patients with chronic periodontitis and periodontally healthy controls. J Clin Periodontol 2005;32:238-243 https://doi.org/10.1111/j.1600-051X.2005.00669.x
  18. Gutteridge JMC. Biological origin of free radicals and mechanisms of antioxidant protection Chem Biol Interact 1994;91:133-140 https://doi.org/10.1016/0009-2797(94)90033-7
  19. Halliwell B, Gutteridge JMC. The antioxidants of human extracellular fluids. Arch Biochem Biophys 1990;280:1-8 https://doi.org/10.1016/0003-9861(90)90510-6
  20. Shapria L, Borinski R, Sela MN, Soskolne A. Super oxide formation and chemiluminescence of peripheral polymorphonuclear leukocytes in rapidly progressive periodontitis patients. J Clin Periodontol 1991;18:44-48 https://doi.org/10.1111/j.1600-051X.1991.tb01118.x
  21. Whyte GJ, Seymour GJ, Cheung K, Robinson MF. Chemiluminescence of peripheral polymorphonuclear leukocytes from adult periodontitis patients. J Clin Periodontol 1989;16:69-74 https://doi.org/10.1111/j.1600-051X.1989.tb01616.x
  22. Ellis SD, Tucci MA, Serio FG, Johnson RB. Factors for progression of periodontal diseases. J Oral Pathol Med 1998;27:101-105 https://doi.org/10.1111/j.1600-0714.1998.tb01923.x
  23. Tulunoglu O, Alacam A, Bastug M, Yavuzer S. Super oxide dismutase activity in healthy and inflamed pulp tissues of permanent teeth in children. J Clin Pediatr Dent 1998;22:341-345
  24. Fridovich I. Superoxide radical and superoxide dismutases. Annu Rev Biochem 1995;64:97-112 https://doi.org/10.1146/annurev.bi.64.070195.000525
  25. Kruidenier L, Verspaget HW. Review article: oxidative stress as a pathogenic factor in inflammatory bowel disease-radicals or ridiculous? Alimentary Pharmacology & Therapeutics 2002;16:1997-2015 https://doi.org/10.1046/j.1365-2036.2002.01378.x
  26. Jacoby BH, Davis WL. The electron microscopic immunolocalization of a copper-zinc superoxide dismutase in association with collagen fibers of periodontal soft tissues. J Periodontol 1991;62:413-420 https://doi.org/10.1902/jop.1991.62.7.413
  27. Salim AS. Role of free radicals in gastrointestinal cancer. Singapore Med J 1996;37:295-298
  28. Hammerschmidt DE, Gross AG. Allegations of impropriety in manuscripts by Aws S. Salim: examination and withdrawal of journal aegis. The Executive Editorial Committee of the Journal of Laboratory and Clinical Medicine. J Lab Clin Med 1994;123:795-799
  29. Kitiyakara C, Wilcox CS. Antioxidants for hypertension. Curr Opin Nephrol Hytertens 1998;7:531-538 https://doi.org/10.1097/00041552-199809000-00008
  30. Chu Y, Iida S, Lund DD et al. Gene transfer of extracellular superoxide dismutase reduces arterial pressure in spontaneously hypertensive rats: role of heparin-binding domain. Circ Res 2003;92:461-468 https://doi.org/10.1161/01.RES.0000057755.02845.F9
  31. Ness A, Sterne J. Hypertension and ascorbic acid. Lancet 2000;355:1271; au¬thor reply 1273-1274 https://doi.org/10.1016/S0140-6736(05)74701-2
  32. Salvemini D, Riley DP, Cuzzocrea S. SOD mimetics are coming of age. Nature reviews. Drug discovery 2002;1:367-374 https://doi.org/10.1038/nrd796