Journal of Periodontal and Implant Science

Korean Academy of Periodontology (대한치주과학회)
권호 표지

Matrix metalloproteinases and Tissue inhibitors of matrix metalloproteinases in gingival crevicular fluids of periodontitis patients

치주염 환자의 치은열구액에서 MMPs와 TIMPs의 양의 변화

  • Lee, Sun-Yun (Department of Periodontology, College of Dentistry, Seoul National University) ;
  • Jung, Yeoun-Ho (Department of Oral histology, College of Dentistry, Seoul National University) ;
  • Kim, Kyoung-Hwa (Department of Periodontology, College of Dentistry, Seoul National University) ;
  • Yang, Byung-Keun (Department of Periodontology, College of Dentistry, Seoul National University) ;
  • Han, Soo-Boo (Department of Periodontology, College of Dentistry, Seoul National University) ;
  • Chung, Chong-Pyoung (Department of Periodontology, College of Dentistry, Seoul National University) ;
  • Kim, Tae-Il (Department of Periodontology, College of Dentistry, Seoul National University) ;
  • Ku, Young (Department of Periodontology, College of Dentistry, Seoul National University) ;
  • Lee, Yong-Moo (Department of Periodontology, College of Dentistry, Seoul National University) ;
  • Ko, Jae-Seung (Department of Oral histology, College of Dentistry, Seoul National University) ;
  • Rhyu, In-Chul (Department of Periodontology, College of Dentistry, Seoul National University)
  • 이선윤 (서울대학교 치과대학 치주과학교실) ;
  • 정연호 (서울대학교 치과대학 구강조직학교실) ;
  • 김경화 (서울대학교 치과대학 치주과학교실) ;
  • 양병근 (서울대학교 치과대학 치주과학교실) ;
  • 한수부 (서울대학교 치과대학 치주과학교실) ;
  • 정종평 (서울대학교 치과대학 치주과학교실) ;
  • 김태일 (서울대학교 치과대학 치주과학교실) ;
  • 구영 (서울대학교 치과대학 치주과학교실) ;
  • 이용무 (서울대학교 치과대학 치주과학교실) ;
  • 고재승 (서울대학교 치과대학 구강조직학교실) ;
  • 류인철 (서울대학교 치과대학 치주과학교실)
  • Published : 2004.03.30
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Abstract

MMPs(Matrix metalloproteinases)는 치주질환에서 주된 조직파괴단백분해효소인 것은 알려져 있고 TIMPs(Tissue inhibitor of Matrix metalloproteinase)는 MMPs의 작용을 억제한다라고 알려져 있다. 이 둘간의 불균형으로 인해서 조직파괴가 더 가속화될 수 있다. 이 두 연구의 목적은 ELISA kit를 사용하여 특정 MMPs(1,2,3,8,9,13)과 TIMPs(1,2)의 양이 건강한 환자와 비교하여서 치주염 환자에서 달라지는지 알아보고 MMPs(1,2,3,8,9,13), TIMPs(1,2)와 치은열구깊이와 GI score와의 관계를 알아보기로 한다. 8명의 만성 치주염 환자와 4명의 급속진행형 치주염 환자가 실험군으로 참여하였고 5명의 건강한 치주조직을 환자가 대조군으로 참여하였다. 임상적인 측정은 GI score와 치주낭측정을 통하여 이루어졌다. 8명의 만성 치주염을 가진 환자와 4명의 급속진행형 치주염을 가진 환자에서 각각 치주낭 깊이가 3mm이하인 부위에서 6개의 치은열구액 표본과 치주낭 깊이가 6mm 이상인 곳에서 6개의 치은열구액 표본을 채취하였다. 건강한 치주조직을 가진 5명의 환자는 단지 치주낭깊이가 3mm 이하인 건강한 부위에서만 치은열구액 표본을 제공하였다. MMPs(1,2,3,8,9,13)과 MIMPs(1,2)의 측정은 Human Biotrack ELISA kit를 사용하여서 측정하였다. 통계처리는 MMPs, MIMPs의 실험군과 대조군의 차이는 Kruskal-Wallis test를 사용하였고 MMPs, TIMPs와 치주낭 깊이와 GI score의 관계정도는 Pearson's correlation coefficient를 사용하였다. 실험결과 대조군과 비교하여 만성 치주염 환자에서 치주낭 깊이가 6mm 이상인 부위에서 MMP9의 수치가 통계적으로 유의할만하게 높았으며(p=0.04) MIMP2의 수치가 대조군과 비교하여 치주낭 깊이가 3mm 이하인 부위를 가진 만성치주염 환자에서 통계적으로 유의할만하게 높았다(=0.049). MMPs(1,2,3,8,9,13), MIMPs(1,2)의 활동성과 치주낭 깊이의 관계에서 둘간의 통계적으로 유의할만한 관계는 존재하지 않았으나 MMP1(r=0.35)과 MMP2(r=0.31)가 상대적으로 높은 관계를 보였다. 또한 MMPs(1,2,3,8,9,13), MIMPs(1,2)의 활동성과 GI score의 관계에서도 둘간의 통계학적으로 유의할만한 관계는 존재하지 않으나 MMP1(r=0.4), MMP2(r=0.29), MMP9(r=0.26)가 상대적으로 높은 관계를 보였다. 이 실험의 결과로 볼 때 MMP9가 만성치주염 환자의 질환이 있는 부위에서만 염증의 지표가 될 수 있으며 MIMP2가 만성치주염 환자의 염증이 없는 부위에서 높은 농도로 존재하는 것으로 보아서 MIMP2가 MMPs에 대한 억제작용을 하여서 염증의 진행을 방해하는 역할을 한다라고 볼 수 있다.

Keywords

References

  1. Anne-Laure Ejeil,-Sylvie Igondjo-Tchen, Sabah Ghomrasseni. Expression of matrix netalloproteinases(MMPs) and tissue inhibitors of metalloproteinases(TIMPs) in healthy and diseases human gingiva. J Periodontol 2003;73:188-195 https://doi.org/10.1902/jop.2003.74.2.188
  2. Birkedal-Hansen, H. Role of matrix metalloproteinases in human periodontal diseases. Journal of periodontology 1993;64:474-484
  3. Denis E.KINANE. Regulators of tissue destruction and homeostasis as diagnostic aids in periodontology. Periodontology 2000. vol.24, 2000:215-225
  4. Golub, L. M., Ciancio, S., Ramamurthy, N.S., Leung, M & McNamara, T. F. Low-dose doxycycline therapy:effect on gingival and crevicular fluid collagenase activity in humans. Journal of Periodontal Research 1990:26;321-330
  5. Golub L.M, Sorsa T, Lee H-M, Ciancio S,Sorbi D, Ramamurthy NS, Gruber B, Salo T, Konttinen YT. Doxycycline inhibits netrophil(PMN)-type matrix metalloproteinases in human adult periodontitis gingivitis. J Clin Periodontol 1995;22:100-109 https://doi.org/10.1111/j.1600-051X.1995.tb00120.x
  6. Gulay Tuter, Bulent Kurtis, Muhittin Serdar. Effects of Phase I Periodontal Treatment on gingival crevicular fluid levels of matrix metalloproteinase-1 and tissue inhibitor of metallotroteinase-1. J Periodontol 2002;73:487-493 https://doi.org/10.1902/jop.2002.73.5.487
  7. Haerian A, Adonogianaki E, Mooney J, Docherty JP, Kinane DF. Gingival crevicular stromelysin, collagenase and tissue inhibitor of metalloproteinases level in healthy and diseased sites. J Clin PeriodontoI 1995;22:505-509 https://doi.org/10.1111/j.1600-051X.1995.tb00797.x
  8. Hakkarainen, K., Uitto, V-J. & Ainamo, J. Collagenase activity and protein content of sulcular fluid after scaling and occlusal adjustment of teeth with deep periodontal pockets. Journal of periodontal research 23,1998; 204-210
  9. Ingman, T., Sorsa, T ., Konttinen, Y.Y., Liede, K, Saari, H., Lindy, O.& Suomalainen, K. Salivary collagenase, elastase- and trypsin-like protease as biochemical markers of periodontal tissue destruction in adult and localized juvenile periodontitis. Oral Microbiology and Immunology 1993a;8: 298-305
  10. Ingman, T., Sorsa, T., Suomalainen, K., Halinen, S., Lindy, O., Lauuhio, A., Saari, H., Konttinen, Y.T.& Goulub, L.M. Tetracycline inhibition and the cellular source of collagenase in gingival crevicular gluid in different periodontal diseases. A review article. 1993b Journal of Periodontology 1993:64;82-88
  11. Ingman, T., Sorsa, T., Kangaspunta, P. & Konttinen, Y. T. Elastase and ${\alpha}1$-Proteinase inhibitor in gingival crevicular fluid and gingival tissue in adult and juvenile periodontitis. Journal of Periodontology 1994;65:702-209
  12. Ingman T, Tervahartiala T, Ding Y, Tschesche H, Haerian A, Kinane DF, Konttinen YT, Sorsa T. Matrix metalloproteinases and their inhibitors in gingival crevicular fluids and saliva of periodontitis patients. J Clin Periodontol 1996;23:1127-1132 https://doi.org/10.1111/j.1600-051X.1996.tb01814.x
  13. John J. Reynolds& Murray C. Meikle. Mechanism of connective tissue matrix destruction in periodontitis. Periodontology 2000 vol.14, 1997, 144-157
  14. Jonathan M. Korostoff, Jian Fei Wang, David P. Sarment,Jeffrey C.B.Stewart, Roy S. Feldman. Analysis of In Situ Protease activity in chronic adult periodontitis patients:Expression of activated MMP-2 and a 40 kDa Serine Protease. J Periodontol 2000;71:353-360
  15. Larivee, L., Sod다, J. & Ferrier, J.M. Collagenase and collagenase inhibitor activities in crevicular fluid of patients receiving treatment for localized juvenile periodontitis. Journal of Periodontal Research 1986:21;701-715
  16. Meikle MC, Hembry RM, Holley J, Horton C, McFarlane CG, Reynolds JJ. Immunolocalization of matrix metalloproteinases and TIMP-1(tissue inhibitor of metalloproteinases)in human gingival tissues from periodontitis patients.J Periodontal Research 1994;29:118-126 https://doi.org/10.1111/j.1600-0765.1994.tb01100.x
  17. Nomura. T., Takahashi, T&Hara, K. Expression of TIMP-1, TIMP-2 and collagenase MRNA in periodontotos-affected human gingival tissue. J Periodontal Research 1993;28;354-362
  18. Sorsa, T., Ingman, T., Suomalainen, K., Haapasalo, M., Konttinen, Y. T., Lindy, O., Saari, H.& Uitto, V-J. Identification od Proteases from potent periodontopathogenic bacteria as activators of latent human netrophip and fibrob-last-type interstitial collagenases. Infection and Immunity 1992 60;4491-4495
  19. Sorsa, T., Ding, Y., Salo, T., Lauhio, A., Teronen, O., Ingman, T., Ohtani, H., Andoh, N., Takeha, S. & Konttinen, Y. T. Effects of tetracyclines on netrophil, gingival, and salivary collagenases. A functional and Western blot assessment with special reference to their cellulae sources in periodontal diseases. Annals of the New York Academy of Sciences 1994 732;112-131
  20. Sorsa, T., uitto, V.-J., Suomalainen, K., Vauhkonen, M. & Lindy, S. Comparison of interstitial collagenases from human gingiva, sulcular fluid and polymorphonuclear leukicytes. J periodontal Research 1998;23:386-393
  21. Veli-Jukka Uitto, Christopher M. Overall&Christopher Mcculloch. Proteolytic host cell enzymes in gingival crevice fluid. Periodontology 2000, vol.31,2003,77-104
  22. Villela B, Cogen RB, Bartolucci AA and Birkedal-Hansen H. Collagenolytic activity in crevicular fluid from patients with chronic adult periodontitis, localized juvenile periodontitis and gingivitis, and from healthy control subjects. J Periodontal Research 1987;22:381-389 https://doi.org/10.1111/j.1600-0765.1987.tb01603.x
  23. Vinay M. Bhide, Lloyd Smith, Christopher M. Overall, Peter Birek, and Christopher A.G.McCulloh. Use of a Fluorogenic Septapeptide Matrix Metalloproteinase Assay to Assess Response to Periodontal Treatment. J Periodontology 2000;71:690-700
  24. Woessner, J.F. Matrix metalloproteinases and their inhibitors in connective tissue remodelling. FASEB Journal 1991;5:2145-2154 https://doi.org/10.1096/fasebj.5.8.1850705
  25. Howard EW, Bullen EC, Banda MJ. Preferential inhibition of 72- and 92-kDa gelatinases by tissue inhibitor of metalloproteinases-2. J Biol Chem 1991;266:13070-13075
  26. Gangbar S, Overall CM, McCulloch CAG, Sod다 J. Identification polymorphonuclear leukocyte collagenase and gelatinase activities in mouthrinse samples:Correlation with periodontal disease activity in adult and juvenile periodontitis. J Periodont REs1990;25:257-267 https://doi.org/10.1111/j.1600-0765.1990.tb00914.x
  27. Teng YT, Sodek J, McCulloch CAG. Gingival crevicular fluid gelatinase and its relationship to periodontal disease in human subject. J Periodont REs 1992;27:544-552 https://doi.org/10.1111/j.1600-0765.1992.tb01830.x
  28. Murphy G, Reynolds J, Royce PM, Steinmann B, ed. Extracellular matrix degradation in connective tissue and its heritable disorders. New York; Wiley-Liss, 1993;287-316
  29. Makela M, Salo T, Uitto V-J, Larjava H, Matrix metalloproteinases*MMP-2 and MMP-9) of the oral cavity: cellular origin and relationship to periodontal status. J Dent Res 1994:73:1397-1406
  30. Page RC. The Role of inflammatory mediators in the pathogenesis of periodontal disease. J Periodont Res 1991;26:230-242 https://doi.org/10.1111/j.1600-0765.1991.tb01649.x