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Interleukin-1β에 의하여 치주인대세포에서 유리된 cytokine이 파골세포형성에 미치는 영향
FORMATION OF OSTEOCLASTS BY CYTOKINES RELEASED FROM PERIODONTAL LIGAMENT CELLS IN RESPONSE TO INTERLEUKIN-1 B

대한소아치과학회지 1996년 23권 1호 p.189 ~ 205

소속 상세정보

김태선/Tai-Sun Kim 유윤정/곽월아/이승일/이종갑/Yun-Jung Yu/Wall-Ah Gwak/Sung-lll Lee/Jong-Gap Lee

KMID : 0358919960230010189

Abstract

결론
IL-1β가 치주인대세포의 골흡수 유도 cytokine 생성에 미치는 영향을 규명하고자 IL-1β
가 치주인대세포의 1) IL-1β, IL-6 및 GM-CSF mRNA 발현 및 2) IL-6 및 GM-CSF 생
성에 미치는 영향을 관찰하였으며, 3) IL-6가 마우스 골수세포의 파골세포 형성에 미치는
영향을 평가하였다. mRNA의 발현은 역전사 중합효소 연쇄반응법으로 확인하였으며,
cytokine의 농도는 면역효소흡착법으로 측정하였다. 또한 골수세포를 배양한다음, cytokine
에 의하여 형성된 파골세포는 tartrate 저항성 산성 인산분해효소를 염색하여 확인하였으며
이들을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
1. IL-1β는 치주인대세포로부터 IL-1β, IL-6 및 GM-CSF mRNA의 발현을 유도하였다.
2. 0.05 ng/ml의 IL-1β로 치주인대세포를 자극한 경우 IL-6 (3167±246 pg/ml) 및
GM-CSF (126±48 pg/ml)가 최대로 생성되었다.
3. IL-1β (10.05 ng/ml)로 치주인대세포를 자극한 경우 IL-6 및 GM-CSF는 각각 2 시간
및 4 시간 후 생성되었으며 8시간 까지 생성량이 계속 증가하였다.
4. IL-6 (100 ng/ml)는 soluble IL-6 receptor (sIL-6R, 100 ng/ml)가 있는 경우에만
TRAP 양성다핵세포의 형성 (10.2±2.9개)을 증가시켰다.
이상의 결과로 미루어 IL-1β는 치주인대세포로부터 파골세포분화 촉진인자인 IL-1β,
IL-6 및 GM-CSF의 생성을 유도하여 골흡수를 야기시키며, 이 과정에서 치주인대세포로부
터 유리된 IL-6는 sIL-6R아 의해서만 파골세포형성을 촉진하는 것으로 생각된다. 따라서
이와 같은 IL-19에 의한 골흡수과정 이 교정력에 의한 치조골 흡수와 밀접하게 연계되어
있을 것으로 추측된다.
#초록#
Tooth movement is induced by bone remodeling during orthodontic treatment. Bone
remodeling is regulated by various cytokines. Especially interleukin-1 (IL-1β), a
cytokine present in periodontal ligaments of experimentally moved teeth, elicits bone
resorption. In these processes, IL-1 -induced bone resorption is mediated by
interleukin-6 (IL-6) and granulocyte macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF)
secreted from osteoblasts. Periodontal ligament cells, which function as an anchorage for
tooth, lie between alveolar bone and cementum. Therefore cytokines produced in the
periodontal ligament (PDL) cells may also directly affect alveolar bone resorption in
orthodontic tooth movement. Here I have examined whether PDL cells empress IL-1β,
interleukin-6 (IL-6) and granulocyte macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF)
mRNA and secrete those cytokines in response to IL-1β. Finally I have investigated
whether IL-6 produced from PDL cells induces osteoclast formation in mouse bone
marrow cell cultures. The expression of mRNA was estimated by polymerase chain
reaction (PCR). The concentration of cytokines was quantified using enzyme linked
immunosorbent method and the osteoclasts in bone marrow cultures were identified by
tartrate resistant acid phosphatase (TRAP) stain.
As results of these studies, IL-1β stimulated the expression of IL-1β, IL-6 and
GM-CSF mRNA in PDL cells. 0.05 ng/ml IL-1β also induced maximum production of
IL-6 and GM-CSF in these cells. After an addition of IL-1β (0.05 ng/ml), IL-6
production increased from 2 hours to 8 hours and GM-CSF production also increased
from 4 hours to 8 hours. IL-6 (100 ng/ml) increased the number of TRAP positive
multinucleated cells in the presence of soluble interleukin-6 receptor (sIL-6R, 100 ng/ml).
These results suggest that IL-1β may stimulate alveolar bone resorption by inducing
IL-6 and GM-CSF production in PDL cells which enhance osteoclast differentiation and
IL-6 enhances osteoclast formation in the presence of sIL-6R. And this process by IL-1
β may be closely associated with alveolar bone resorption induced by orthodontic force.

Interleukin-1β; Interleukin-6; Granulocyte macrophage-colony stimulatingfactor; Soluble interleukin-6 recetor; Periodontal ligament cells; Osteoclast differentiation; Orthodontic force; Alveolar bone resorption;