The Effect of Sonicated Extracts of Treponema Denticola and Treponema Lecithinolyticum on the Cytokine Secretion and Matrix Metalloproteinase Activation of Gingival Fibroblast

Treponema denticola와 Treponema lecithinolyticum의 분쇄액이 치은섬유아세포의 Cytokine 분비 및 Matrix metalloproteinase 활성에 미치는 영향

This study was investigated to observe the effect of Treponema denticola cell sonicates(TDC) and Treponema lecithinolyticum cell sonicates(TLC) on cytokine secretion and matix metalloproteinase-2(MMP-2) activation of cultured human gingival fibroblast. Several experiments were performed including $IL-1{\beta}$, IL-6 ELISA for the effect on the $IL-1{\beta}$, IL-6 secretion of human gingival fibroblast. Also gelatinase zymography and gelatin dissolubility test for the activation of MMP-2 secreted by gingival fibroblast. The results were as follows. 1. The effect of TDC and TLC on IL-6 secretion of human gingival fibroblast showed statistically significant increase of IL-6 secretion in the TDC and TLC treated group compared to no treatment group(p<0.05) . 2. The amount of $IL-1{\beta}$ secretion was below the lower limit and there was no difference in the $IL-1{\beta}$ secretion of gingival fibroblast between TDC, TLC treated group and no treatment group. 3. The active form of pro MMP-2 with 72 kDa molecular weight was activated in both TDC and TLC treated group and clear band was appeared at 62kDa site on the zymography. 4. Gelatin dissolubility of MMP-2 secreted by gingival fibroblast was higher in TDC and TLC treated group compared to no treatment group(p<0.05). 5. In the TDC treated group, serine protease of T. denticola affect gelatin dissolubility. But in the TLC treated group gelatin was degraded by only MMP secreted by gingival fibroblast. Regarding to the above results, TDC and TLC have an effect on the IL-6 secretion increase of human gingival fibroblast and appears to activate pro MMP-2 which degrades collagen.

본 연구에서는 치주질환과 관련이 깊은 것으로 알려진 구강내 spirochetes 균중 Treponema denticola 분쇄액(TDC)과 가장 최근에 분리 배양된 Treponema lecithinolyticum 분쇄액(TLC)이 치은섬유아세포의 cytokine 분비 및 matrix metalloproteinase(MMP) 활성에 미치는 영향을 알아 보기 위하여 균의 분쇄액을 치은섬유아세포에 처리한 후 Interleukin-6(IL-6)와 $Interleukin-1{\beta}(IL-1{\beta})$의 분비 증가 여부를 ELISA를 통하여 측정하였으며, 또한 gelatinase zymography와 gelatin 분해능 측정을 통하여 교원질 분해 효소의 하나인 pro-MMP-2(progelatinase A)의 활성화 여부를 측정한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. TDC와 TLC가 치은섬유아세포의 IL-6 분비에 미치는 영향을 살펴 본 결과, TDC 와 TLC 처치군에서 세균 분쇄액이 없는 비처치군에 비해 IL-6 분비량이 증가하였으며 유의성 있는 차이가 있었다(p<0.05). 2. TDC 와 TLC로 처리한 치은섬유아세포의 $IL-1{\beta}$ 분비는 측정 가능치(1pg/ml)이하의 분비량이 관찰되었다. 그러므로 $IL-1{\beta}$의 분비에는 영향이 없는 것으로 보인다. 3. 치은섬유아세포에서 분비되는 분자량 72 kDa의 pro-MMP-2가 TDC와 TLC에 의해 활성형으로 발현되어 zymography상에서 62kDa의 위치에 clear band로 나타났다. 4. 치은섬유아세포가 분비하는 MMP-2의 gelatin 분해능이, TDC와 TLC 처치군에서 비처치군보다 높게 나타났으며 유의 성 있는 차이가 있었다(p<0.05). 5. TDC 처치군에서는 gelatin 분해능에 있어서 세균 자체의 serin protease의 영향이 있었으나 TLC 처치군에서는 치은섬 유아세포의 MMP에 의해서만 gelatin이 분해되었다. 이상의 결과를 보아 TDC와 TLC는 치은섬유 아세포를 자극하여 IL-6 의 분비는 증가시킬 수 있으나 $IL-1{\beta}$의 분비에는 영향을 미칠 수 없으며, 치은섬유아세포에서 분비되는 pro-MMP-2를 활성형으로 발현시켜 결합조직의 파괴를 야기함으로서 치주 질환의 병인론에 기여할 수 있음을 확인하였다.