혈소판 풍부 혈장이 치주 인대 세포의 증식 및 성장 인자 발현에 미치는 영향

Abstract

Objectives: Periodontal ligament cells (PDLCs) play a important role in the regeneration of periodontium. One of the ways promoting healing potentials of PDLCs is via the use of platelet-rich plasma (PRP). PRPs contain high concentrations of growth factors and stimulate the repair and regeneration of tissues. In this study, the effects of PRP on the proliferation and the activation of PDLCs and on the release of growth factors from PDLCs were investigated. Material and methods: PDLCs were isolated from third molars or premolars of healthy young patients, 16-25 years old. Whole blood were obtained from four healthy volunteers, 25-39 years old. And PRPs were prepared using centrifugal separator (PLACONTM, Oscotec Inc., Seoul, Korea) and activated. The platelet concentration of PRP was measured and the amount of platelet-derived growth factor (PDGF)-AB, PDGF-BB, transforming growth factor-β1 (TGF-β1), vascular endothelial growth factor (VEGF) were determined by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Activated PRPs were added to media and the effect of different concentrations of PRPs on the proliferation and the alkaline phosphatase (ALP) activity of PDLCs were investigated. The effect of PRPs on the attachment of PDLCs and on the release of growth factors from PDLCs according to time were evaluated using ELISA. As statistical analyses, Student's t-test, one-way analysis of variance (ANOVA), two-way ANOVA and Bonferroni's multiple comparison test were performed (p < 0.05). Results: Platelet concentration was 5.14 fold increased in PRP compared to whole blood. Growth factor levels in PRP were measured and mean 273.38ng/ml of PDGF-AB, 47.0ng/ml of PDGF-BB, 168.42ng/ml of TGF-β1 and 510.56pg/ml of VEGF were detected. PDLCs cultured in the media containing 10% or more concentrations of PRPs showed significantly increased cell proliferation and ALP activity compared to control (p < 0.05). PDLCs cultured in the media containing 10% PRP also presented higher cell attachment and increased release of TGF-β1 and VEGF compared to control (p < 0.05). Conclusion: PRPs could deliver high concentrations of growth factors to defect site directly and indirectly and increased the proliferation, the attachment and the ALP activity of PDLCs. From these results we suggested that PRP could be a useful tool to facilitate periodontal regeneration.;연구 목적: 치주 조직의 재생에 있어서 치주 인대 세포가 필수적인 역할을 하며 치주 인대 세포에 의한 치유를 촉진시키는 방법 중의 하나로 혈소판 풍부 혈장의 사용을 들 수 있다. 혈소판 풍부 혈장은 풍부한 성장 인자를 포함하고 있으며 이들 성장 인자를 통해 조직의 치유 및 재생을 돕는다. 이번 연구에서는 혈소판 풍부 혈장이 치주 인대 세포의 증식 및 활성, 그리고 성장 인자 분비에 미치는 영향을 in vitro 실험을 통해 평가하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 16-25세의 건강한 성인의 지치 또는 소구치로부터 치주 인대 세포를 채득하여 배양하였다. 25세-30세의 건강한 성인에서 전혈을 채취한 후 혈소판 농축용 원심분리기 (PLACONTM, Oscotec Inc., Seoul, Korea)를 이용해 혈소판 풍부 혈장을 제작하고 활성화하였다. 혈소판 풍부 혈장 내 혈소판 수치를 측정하고 enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) 분석을 통해 platelet-derived growth factor (PDGF)-AB, PDGF-BB, transforming growth factor-β1 (TGF-β1), vascular endothelial growth factor (VEGF)의 양을 측정하였다. 활성화된 혈소판 풍부 혈장을 배지에 첨가하여 그 농도에 따라 치주 인대 세포의 증식 및 alkaline phosphatase (ALP) 활성에 미치는 영향과 세포 부착에 대한 효과를 평가하였다. 또한 시간에 따라 혈소판 풍부 혈장이 치주 인대 세포의 성장 인자 분비에 미치는 영향을 ELISA 분석을 통해 평가하였다. 통계 분석에는 Student's t-test, one-way analysis of variance (ANOVA), two-way ANOVA와 그룹 간 비교를 위해 Bonferroni's multiple comparison test를 시행하였다 (p < 0.05). 연구 결과: 제작된 혈소판 풍부 혈장은 전혈에 비해 혈소판 농도가 5.14배 증가되었다. 혈소판 풍부 혈장 내의 성장 인자 농도를 측정한 결과 평균 273.38ng/ml의 PDGF-AB, 47.0ng/ml의 PDGF-BB, 168.42ng/ml의 TGF-β1 및 510.56pg/ml의 VEGF가 검출되었다. 혈소판 풍부 혈장을 첨가한 배지에서 배양한 치주 인대 세포에서 세포 증식 및 ALP 활성이 증가되었으며 10% 농도 이상의 배지에서 치주 인대 세포를 배양하였을 때 유의성 있는 결과를 얻었다 (p < 0.05). 10% 농도의 혈소판 풍부 혈장을 첨가한 배지에서 치주 인대 세포를 배양 시 세포 부착이 증가하였으며, 치주 인대 세포로부터 TGF-β1과 VEGF의 분비가 증가되었다 (p < 0.05). 결론: 혈소판 풍부 혈장은 직, 간접적으로 여러 성장 인자를 결손부에 전달할 수 있으며 치주 인대 세포의 증식 및 부착 그리고 ALP 활성도를 증가시켰다. 따라서 본 연구 결과 혈소판 풍부 혈장이 치주 조직 재생을 증진시키는데 있어서 효과적인 방법으로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.