돼지의 골기질 유도 골 형성 단백질의 골유도능에 관한 실험적 연구
Experimental Study On The Bone Induction Capacity Of The Porcine Bone Matrix-Derived Bone Morphogenetic Protein
심상연, 조리라, 김수평,
소속 상세정보
심상연 ( ) - 강릉대학교 치과대학 구강악안면외과학교실
조리라 ( ) - 강릉대학교 치과대학 구강악안면외과학교실
김수평 ( ) - 서울대학교 치과대학 구강악안면외과학교실
KMID : 0360119970190030265
Abstract
결론
돼지의 골기질로부터 구아니딘 추출과 헤파린 크로마토그래피를 이용하여 부분 정제한 골
형성 단백질을 비활성 비용해성 교원질성 골기질, I형 교원질, chondroitin-6-sulfate sodium
salt와 함께 백서의 흥부 근육낭에 이식하여 이소성 골형성을 유도하고 대조군으로는 동일
한 운반체 복합체만을 반대측에 이식하여 이를 조직학적, 방사선학적, 생화학적으로 분석하
여 다음과 같은 결과를 얻었다.
1. 돼지의 골기질로부터 구아니딘 추출과 헤파린 친화성 크로마토그래피에 의해 부분 정제
된 골형성 단백 분획은 SDS-PAGE에서 31.0-40.0 KDa의 분자량을 나타내었다.
2. 이 골형성 단백질 3.0mg은 백서의 근육 조직내에서 21일 이내에 연골과 함께 골조직을
유도하였다.
3. 비활성 비용해성 교원질성 골기질과 I형 교원질, chondroitin-6-sulfate는 골형성 단백질
의 운반체로서 적절히 작용하였으나 약간의 이물반응을 나타내었다.
4. 위의 변화는 soft X-ray를 이용한 골밀도 분석에서 대조군과 유의성 있는 변화를 나타내
지 못하였다.
5. 시간에 따른 염기성 인산분해효소의 활성 변화에서 실험군은 11일째에 최고치를 보였으
며 대조군에 비하여 5일, 7일, 11일, 14일, 21일군에서 증가하였다(p<0.01).
6. 시간에 따른 칼슘 양의 변화에서 실험군은 점차 증가하는 양상을 보였으며 대조군에 비
하여 11일, 14일, 21일군에서 증가하였다(p<0.01) .
이상의 결과는 골형성 단백질에 대한 대량생산과 함께 적절한 운반체의 개발이 이루어진
다면 구강악안면외과 영역에 임상 적용하여 새로운 치료 술식을 개발해낼 수 있음을 시사한다.
#초록#
Bone morphogenetic proteins(BMPs) are a group of transforming growth factor
beta(TGF-β)-related factors and multifunctional proteins, especially the only known
biologic factors capable of inducing endochondral bone formation at an extraskeletal site.
This study was performed to investigate the effect of the partially purified porcine
BMP(pBMP) at an ectopic site. PBMP was partially purified from porcine bone matrix
and its activity was monitored by an in vivo bioassay. The purification method utilized
extraction of the bone-including actively with 4M guanidine, followed by
chromatography on heparin-Sepharose. Active fractions were reconstituted with inactive
insoluble collagenous bone matrix from rats, acid soluble type I collagen from rat tail
and chondroitin-6-sulfate sodium salt and implanted into the pectroralis muscle as
control. The rats were sacrificed at the day of 1st, 3rd 5th. 7th, 11th, 14th and 21st
after implantation and examined histologically, radiologically and biochemically. And
alkaline phosphatase activity and calcium content were used as indices of bone
formation. The results were as follows ;
1. Active fractions were localized in a zone between 31 and 40 KDa on SDS-PAGE
2. The implanted 3.0㎎ of the partially purified pBMP induced cartilage and bone in the
muscle tissue of rats through an endochondral ossification process.
3. Inactive insoluble bone matrix, type I collagen and chondroitin-6-sulfate have
functioned as carriers for pBMP, but revealed some foreign body reactions.
4. Soft X-ray didn't reveal significant change between the experimental and the control
group.
5. The alkaline phosphatase activities in the experimental group of 5th. 7th, 11th. 14th
and 21st were increased significantly compared with control(p<0.01) with the peak in the
group of 11th day.
6. With time, the calcium content of the experimental group increased. And the calcium
cintents in the experimental group of 11th, 14th, and 21 were increased significantly
compared with control(p<0.01)
키워드
PBMP; Endochondral bone formation; bioassay.;
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