The study for the correlation between the expression of matrix matalloproteinase-1 and matrix matalloproteinase-2 in the herniated disc tissue

(1)

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의학

의학 석사학위

석사학위

석사학위 논문

논문

탈출된

탈출된 추간판

추간판

추간판 조직의

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조직의

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아주대학교대학원

의학과

강

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탈출된

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지도교수

전

창

훈

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논문을

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의학

의학 석사학위

석사학위

석사학위 논문으로

논문으로

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논문으로

제출함

２００

２００ ２００1 년

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2 월

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아주대학교대학원

의학과

강

강 용

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용 호

호

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강용호의

강용호의 의학

의학

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의학

석사학위

석사학위 논문을

논문을

논문을 인준함．

인준함．

심사

위원장

김

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심

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２０００년

２０００년 12 월

월

월 22 일

일

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감사의

감사의 글

글

이 논문을 끝맺기까지 부족한 저를 위하여 한없이 격려하여 주시고 자상 하게 지도하여 주신 전창훈 교수님께 진심으로 감사 드립니다. 또한 항상 사랑과 격려로써 보살펴 주시고 배움에 눈을 뜨게 해주신 김 병석 교수님께 깊은 감사를 드리며, 특별히 논문을 심사해 주시고 귀한 조언 을 주신 심사위원님 들께도 마음 깊이 감사 드립니다. 끝으로 오늘의 작은 결실을 맺기까지 항상 사랑과 희생으로 자식을 위해 모든 것을 바쳐 주신 부모님께 감사 드립니다. 2000년 11 월 강 용 호

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−−−−국문국문국문국문 요약요약요약요약−−−−

탈출된 탈출된 탈출된

탈출된 추간판추간판추간판 조직의추간판 조직의조직의조직의 Matrix Metalloproteinase-1 과과과 Matrix 과

Metalloproteinase-2의의의의 발현에발현에발현에 대한발현에 대한대한대한 연구연구연구 연구 추간판 조직의 퇴행성 변화는 추간판의 탈출된 정도뿐만 아니라, 조직의 분해를 일으키는데 관여하는 생체내 효소인 특히, Matrix Metalloproteinase(MMPs)등과 관계가 있다. 이런 MMPs 는 특히 탈출된 추간 판 조직에서 발견되었고, 특히 거대세포, 섬유모세포, 반흔조직과 관련지어 발현되고 있다. 또한, 반흔조직의 형성이 많을수록 수핵 및 섬유륜에 있는 세포와 반흔 조직 내의 세포에서 더 발현이 잘된다고 보고되었다. MMP-1 은 특히 제 I, II, III, X 형의 교원질의 분해에 관여하는 것으로 알려져 있고, MMP-2 의 발현은 무 혈관 조직으로 알려진 추간판 조직에서 혈관 형성과 관련이 있는 것으로 사료된다. 본 연구에서는 정상 상태가 아닌 탈출된 추간 판 조직에서 matrix 1(MMP-1)과 matrix metalloproteinase-2(MMP-2)의 발현의 상태를 비교하여 탈출된 추간판의 형태, 연령별 및 성별 의 차이에 다른 발현의 차이를 연구하고, 어떤 MMPs 가 병리학적인 상태인 탈출된 추간판 조직에서 주로 발현되는가를 연구하고자 하였다. 연구방법으 로 탈출된 추간판 조직을 Hematoxylin-eosin 염색하여 단핵세포의 침윤 및 염증 반응이 관찰되는 반흔 조직을 관찰하고 MMP-1 과 MMP-2 항체를 이용 한 면역염색을 실시하여 MMP-1 과 MMP-2 의 추간판 조직내에서의 발현을

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관찰하였다. 본 연구 결과에서는 MMP-1 과 MMP-2 의 발현은 성별, 연령별 및 추간판 조직의 탈출된 정도와는 관련이 없었으며, 탈출된 추간판 조직 내에서 주로 MMP-1 이 관찰되었다. MMP-2 의 발현이 혈관형성과의 관계성에 대해서는 통계학적 의미가 없었으며 검출된 예가 너무 적었기에 추간판 조직에서의 혈관형성에 관여하는 다른 성분과의 비교분석이 필요하였다.

(8)

차 례 논문인준서 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ⅰ 감사의 글 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ⅱ 국문 요약 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ⅲ 차례 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ⅴ 그림 차례 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ⅵ 약 어 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ⅶ Ｉ．서론 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 1 Ⅱ. 연구내용 ..−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 3 III. 연구방법 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 4 A 조직학적 관찰..−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−.4 1. Hematoxylin-eosine 염색법 −−−−−−−−−−−−−−−−− 4 2. 면역 조직화학염색 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 5 3. Hematoxylin-eosine 염색과 면역 조직화학적 염색판독−− 6 B. 결과분석−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 6 Ⅲ．결과 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−.7 Ⅳ．고찰 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−.8 참고 문헌 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 12 도 표..−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−.16 그림 설명 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−19

(9)

영문 요약..−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 20

그림 차례

Fig 1. Herniated disc tissue stained with positive immunoexpression with

MMP-1 (x400) ..−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 22 Fig 2. Herniated disc tissue stained with positive immunoexpression with

MMP-1 (x1000) ..−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−23 Fig 3. Herniated tissue showing granulation tissue with MMP-2 (x100) .−

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약 어

MMPs

.: Matrix Metalloproteinase

.

MMP-1

.

: Matrix Metalloproteinase-1

MMP-2

.

: Matrix Metalloproteinase-2

.. MMP-3

.

: Matrix Metalloproteinase-3

H-E : Hematoxylin-eosine

PBS : Phosphate Buffered Saline

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탈출된

탈출된 추간판

추간판

추간판 조직의

추간판

조직의

조직의 Matrix Metalloproteinase-1

조직의

Matrix Metalloproteinase-2

의

의 발현에

발현에

발현에 대한

발현에

대한

대한 연구

연구

지도교수

지도교수 전

전

전 창

전

창

창 훈

창

훈

아주대학교대학원

의학과

강

강 용

용

용 호

호

I. 서

서

서 론

론

추간판 조직의 생화학적 대사 및 염증 반응에서 세포키나제(cytokine) 및 matrix metalloproteinase(MMP)의 역할은 중요하다고 알려져 있다. 특히 MMP 는 추간판 조직의 대사작용 중 퇴행성 변화 및 병리학적 상태에 따라서 작 용하는 상태가 다르게 나타나며, 또한 이런 과정에 관여하는 MMP 종류도 다르다고 알려져 있다29 . MMP 는 이제까지 약 20 가지 종류가 발견되었으며, 이중 주로 MMP-1, MMP-2 및 MMP-3 가 추간판 조직의 생화학적 반응에 관여하는 것으로 알려 져 있다. MMP-1 는 interstitial collagenase 로 추간판 조직의 세포 외 기질의 대 사에 관여하며, 추간판 조직의 세포 배양에서는 그 존재가 확인되었으나 퇴

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행성 변화를 보이는 추간 판 조직에서는 발현의 정도 및 추간 판 조직의 부 위에 따른 작용의 차이는 알려져 있지 않다 29 . MMP-2 는 제 4 형 교원질의 대사에 관여하는 것으로 알려져 있다23 . 본 연구에서는 탈출된 추간판 조직에서 MMP-1 과 MMP-2 의 발현의 상 태를 비교하여 어떤 MMP 가 병리학적인 상태인 탈출된 추간판 조직에서 주 로 발현되는가를 연구하고자 한다.

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II. 연구

연구

연구 내용

내용

저자가 추간판 탈출증으로 수술하여 얻은 환자 68 명의 추간판 조직을 대 상으로 하였다. 수술시 추간판 조직을 분절화된 상태와 enbloc 의 형태로 채 취하여 섭씨 -70 도로 급냉하여 보관하였다. 조직표본의 일부를 Hematoxylin-eosine 염색하여 단핵세포의 침윤 및 염증 반응이 관찰되는 반흔 조직을 관찰한다. 추간판 조직 내에서 관찰되는 반흔 조직 내에서 MMP-1 과 MMP-2 항체를 이용한 면역염색을 실시하여 각 MMP-1과 MMP-2 의 추간판 조직 내에서의 발현을 관찰한다. 면역 반응의 결과와 성별, 연령별 및 탈출된 추간판의 정도에 따른 발현 의 차이를 연구한다.

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III. 연구

연구 방법

연구

방법

추간판 탈출증 환자는 수술전 이학적 검사로 하지직거상 검사, 지각 및 운동신경검사, 심부건 반사를 실시하였으며 자기공명 영상 검사를 실시하여 진단하였다. 전 환자는 1 명의 정형외과 척추전문의에 의해서 수술(부분 추궁 판 제거 술 및 추간판 제거술)을 하였다. 추간판 조직의 적출은 추간판에 칼로 창을 낸 후 pituitary forcep 을 이용하여 적출하였으며, 추간판 조직은 수술시 첫번 째로 얻은 조직을 연구대상으로 하였다. 모든 추간판 조직은 수술직후 -70℃ 로 급냉하여 보관하였다. 추간판 탈출의 정도에 대한 분류는 미국 정형외과 학회에서 분류한 방법 을 사용하여 분류하였다15 .

A. 조직학적

조직학적

조직학적 관찰

관찰

추간판 조직을 통상적인 Hematoxylin-eosine 염색법과 MMP-1 과 MMP-2 의 항체를 이용한 면역 조직화학염색법을 이용하여 추간판 조직내의 혈관형성 을 관찰하였다. 염색방법은 다음과 같이 실시하였다.

1.

Hematoxylin-eosine 염색법염색법염색법염색법 70℃로 냉동시킨 조직을 실온에서 서서히 녹힌 후 Bouin 용액에 30 분에

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서 40 분간 고정한 후 흐르는 물에 고정액을 제거하고 Formalin 용액에 고정 하였다. 저농도에서 고농도 알코올까지 이동하여 수분을 제거하고 탈알코올 과정과 Xylene 으로 투명과정을 거친 후 연질 파라핀부터 경질 파라핀까지 항온기에 침투시켜 파라핀 포매 블럭을 만들었다. 박절기로 조직을 얇게(6±2

µm) 짜른 후, 각각의 조직은 4% neutral buffered solution 으로 고정하였으며, 다시 파라핀으로 고정하였다. 각각의 조직(6±2 µm)을 Hematoxylin-eosine 으로 염색하였다(Fig 1). 2. 면역면역면역면역 조직화학염색조직화학염색조직화학염색조직화학염색 각각의 조직절편을 30 분에서 60 분간 56℃ - 60℃ 항온기에서 가온시켜 조직을 슬라이드에 잘 부착시킨 후 60℃ 항온기에서 충분히 건조시켰다. 이 후 Xylene 으로 10 분간 3 회에 걸쳐 탈파라핀시키고 증류수로 세척하였다. 내재성 peroxidase 를 억제하고자 3% 과산화수소(H2O2)와 Methanol 을 섞은 용 액으로 10 분에서 15 분간 처리한 후 증류수로 3 분간 세척하였다. Phosphate buffered solution(PBS)으로 5 분간 3 회에 걸쳐 반복 세척하였다. 비특이성 반 응을 억제하고자 정상 Goat 혈청으로 20 분에서 30 분간 처리한 후 1 차 항체 로 실온에서 1 시간에서 2 시간정도 감작시킨다. 이후 PBS 로 5 분간 3 회에 걸쳐 세척하고. 2 차 항체로 20 분에서 30 분간 반응한 후 5 분씩 3 회에 걸쳐 PBS 로 세척하였다. Labelled serum 으로 20 분간 처치 후 PBS 로 세척하였다. AEC (3amino-9-Ethyl-Carbazone) 용액으로 처리한 후 다시 PBS 로 세척하였다. Hematoxylin - Eosine 염색법으로 대조 염색을 실시하였다.

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MMP-1과 MMP-2 항체 (MMP-1 and MMP-2 antibody, Dikopatt, Copenhagen, Denmark)는 1:100 의 농도로 염색하여 탈출된 추간판조직내의 MMP-1 과 MMP-2의 발현을 관찰하였다(Fig 2, 3).

3.

Hematoxylin-eosine 염색과염색과염색과염색과 면역면역면역면역 조직화학적조직화학적조직화학적조직화학적 염색판독염색판독염색판독염색판독 Hematoxylin-eosine 염색의 판독과 MMP-1 과 MMP-2 항체를 이용한 면역 조직화학염색의 판독은 현미경으로 판독하였으며, 면역 염색 상 갈색에서 적 색으로 염색되는 것에 한해 양성으로 판독하였다. 면역 조직 화학 염색 상 양성 반응을 보이는 세포도 양성으로 판독하였다. 조직의 관찰은 2 명이 환 자의 임상기록 및 수술 결과에 대해 숙지되지 않은 상태에서 동시에 조직표 본을 관찰하여 결과가 일치하는 경우에 한해 양성으로 하였으며, MMP-1 과 MMP-2 를 이용하여 면역 조직 화학 염색한 조직은 3 차례에 걸쳐 별도로 관 찰하여 판독 후 결과가 일치하는 경우에 한하여 양성으로 판독하였다. .

B. 결과

결과

결과 분석

분석

연령별 및 성별에 따라 MMP-1 과 MMP-2 의 발현의 차이를 연구한다. 탈 출된 추간판의 정도에 따른 MMP-1 와 MMP-2 의 발현의 차이로 비교 분석 한다. 통계처리는 각 지표에 따라서 Chi-square test 를 사용하여 p 값이 0.05 이 하인 경우에 한해 통계학적 의미가 있다고 판정한다.

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IV. 결

결

결 과

과

추간판 탈출증으로 연구대상이 된 환자는 남자는 36 례 여자는 32 례로, 연령분포는 17 세에서 67 세였으며 평균연령은 36.9 세였다. 성별에 따라서 돌 출 추간판은 남자 16 례, 여자 12 례, 탈출 추간판은 남자 12 례, 여자 10 례였 고, 격리된 추간판은 남자 8 례, 여자 10 례였다(Table 1). 탈출된 추간판의 정 도와 연령별 분포에서는 20, 30 대에서 가장 많았다(Table 1). 성별 및 연령별 MMP-1과 MMP-2 의 발현의 통계학적 차이는 없었다(p=0.691)(Table 2). 탈출된 추간 판의 정도와 MMP-1 과 MMP-2 의 발현은 탈출 추간 판에서 MMP-1(50%)와 MMP-2(18.2%)의 발현이 제일 많았으나(Table 3), 탈출 된 정 도에 따라서 MMP-1 과 MMP-2 의 발현의 차이는 없었다(p=0.815)(Table 3).

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V. 고

고 찰

고

찰

추간판 조직은 수핵과 섬유륜으로 구성되어 있다. 수핵은 단백다당 (proteoglycan)기질 내에 교원질 섬유가 치밀하지 않게 분포되어 있고, 수분을 많이 포함하고 있다. 수핵은 건조 중량(dry weight)의 65%가 단백다당, 20%가 교원질이며, 나머지는 다른 요소로 구성되어 있다 6, 7. 섬유륜에서는 인접한 척추체 사이에 치밀한 교원질 섬유가 서로 교차하면서 구성하고 있고, 3 차원 적 구성 형식을 이루고 있다. 섬유륜은 건조 중량의 60%가 Collagen, 20%가 단백다당이다6, 7. Matrix Metalloproteinase(MMPs)는 포유동물의 발견되는 4 군의 proteinase(serine, cystein, aspartic, metallo)등이 기질의 분해에 관여한다12

. 이제 까지 MMPs 군은 최소한 18 개이상이 확인되었다 20

. MMPs는 다시 4 개의 군 으로 나누어진다 5

. 이중 MMP-1 는 Collagenase 1, interstitial Collagenase, fibroblast Collagenase등으로도 불리며, 교원질(I, II, III, VII, VIII, X)의 분해에 관여한다21

. MMP-2는 72-kd Gelatinase A 72-kd type IV Gelatinase 로 불리며, 교원질 (IV, V, VII, X, XZ), fibronectin, elastin, 당단백 등의 분해에 관여한다21

.

MMPs 에 의한 세포의 기질의 분해정도는 MMPs 의 활동형의 증감에 따라 다르다.

추간판 조직의 퇴행성 변화는 일반적으로 요통에 중요한 역할을 하며, 탈 출된 추간판 조직에 의한 방사통과 관계가 있다. 그러나 이런 질환에 대한

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병리 소견에 대해서는 명확히 밝혀진 것은 없다. 추간판 조직의 퇴행성 변화 는 추간판의 탈출된 정도 뿐만 아니라, 조직의 분해를 일으키는데 관여하는 생화학적 매개체 특히, MMPs 등과 관계가 있다. 추간판 조직에서 MMPs 의 역할에 대해서는 세포키나제(Cytokines), 성장인자(growth factor), 추간 판 내 세포 등이 서로 상관관계를 이루고 있다고 한다 12 . MMP-1 은 인체의 조직 에 광범위하게 분포되어 있다고 알려져 있다. MMP-2 는 여러 조직과 세포, 혈장등에 존재한다고 알려져 있다8, 16. 여러 개의 MMPs 중, MMP-1 은 류마토이드 관절염15, 19과 퇴행성 관절염17 의 관절 연골 기질의 분해에 관여하는 것으로 알려져 있다. MMP-1 은 제 2 형 교원질과 단백다당 응집체(Proteoglycan aggrecan)를 포함하고 있는 관절 연 골이 포함된 요추 추간판 조직에서도 발견되었다 29 . MMP-1 은 특히 제 I, II, III, X형의 교원질의 분해에 관여하는 것으로 알려져 있고28 , MMP-1의 추간 판 조직에서의 작용은 조직의 분해 및 퇴행성 변화에는 관여하는 것으로 사 료된다. 최근에는 이런 MMP-1 은 특히 탈출된 추간판 조직에서 발견되었고, 특히 거대세포, 섬유모세포, 반흔 조직과 관련지어 발현되고 있다 29. 또한, 반흔조직의 형성이 많을수록 수핵 및 섬유륜에 있는 세포와 반흔 조직 내의 세포에서 더 발현이 잘된다고 보고되었다 29. 반흔 조직 내의 세포와 수핵 및 섬유륜내의 연골세포 내에서 MMP-1 의 발현은 거대세포에서 분비된 세포키 나제에 의해 증가된 합성의 결과로 보고하고 있다 11, 23. 탈출된 추간판 조직 이 경막의 혈관계에 노출되면 이런 반흔 조직의 형성이 증가하기 때문이며, MMP-1 의 발현도 관계가 있다고 보고되고 있다 29 . 탈출된 추간판 조직의 정

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도에 따른 발현의 차이는 반흔조직내에 존재하는 거대세포, 섬유모세포 등의 침윤이 많을 때 나타난다고 보고하고 있다 29 . 추간 판의 탈출된 정도에 따른 MMP-1 의 발현의 차이는 후종인대의 파열과 관계가 있다고 보고된 논문도 있으며, 그 이유로는 두가지를 보고하고 있다 29 . 첫 번째 이유로 proteinase 가 풍부한 반흔조직은 추간판의 분해에 관여할 뿐만 아니라 후종인대의 파열과 도 관계가 있다고 한다. 후종인대의 파열시 인대 내에 포함된 MMP-1 가 proteinase 에 의해서 더 쉽게 분해되어 구조적인 약화가 일어난다고 한다 29. 둘째로, 염증성 반흔 조직이 후종인대 파열로 인해 경막의 혈관계에 노출되 므로써 더 쉽게 형성된다는 이론이다. 그러나 탈출된 추간판 조직에서 신생 혈관 및 섬유 모세포인자의 발현은 탈출된 정도와는 관계가 없다는 보고도 있기에 21,29 두 번째 이론에 대해서는 좀 더 연구가 필요할 것으로 사료된다. 본 연구 결과에서는 탈출된 추간판의 정도와 MMP-1 의 발현은 탈출 추간판 에서 제일 많았으나, 성별, 연령별 및 탈출 된 정도에 따라서 MMP-1 의 발 현의 차이는 없었다. 본 연구에서는 MMP-1 의 발현에 대해서 단순히 추간판 의 탈출된 정도에 따라서 그 발현의 차이를 비교하였으며, 다른 저자들이 보 고하는 탈출된 정도나, 퇴행성 변화의 정도에 대해서는 비교 분석하지 않았 다21, 29.

Matrix Metalloproteinase-2(MMP-2)는 72-KDa gelatinase 또는 72-K-Da type IV collagenase 로 알려져 있고, 최근까지도 MMP-2 의 in vivo 에서 기질 특이성 (substrate specificity)에 대해서는 알려져 있지 않았지만, 주로 gelatin, 제 4, 5 및 7 형 교원질을 분해하는 것으로 알려져 있다 17, 18

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에서 발현되며 세포 표면 활성의 특성 (cell surface mode of activation)을 가지 고 있다. 특히 MMP-2 는 세포의 분화, 유착, 이동 및 혈관 형성등에 관여하 며, 세포의 이동을 제한하는 세포의 기질의 방어 벽(barrier)을 제거하는데도 관여한다1, 4, 10, 13, 22, 24, 25, 26 . MMP-2는 잠재성 단백다당의 형태로 분비되어 세 포의 기질에서 활성화되는데, Brown 등 2 은 MMP-2 의 비활성화된 형태인 pregelatinase 의 생리학적 활성화는 세포 표면에서 membrane-associated activator 의 형태로 조절되는 것으로 발표하였다. MMP-2 의 membrane-associated specific activator는 concanavalin A, cytochalasin D, phorbel esters, TGE-β 등에 의해서 여러 세포에서 유도된다 3, 19, 27. 본 연구에서는 MMP-2 의 발 현은 세포질내에서 관찰되었기에 세포 표면에서의 MMP-2 의 활성화에 대해 서 좀 더 연구가 필요하다고 사료된다. 또한 MMP-2 는 세포의 기질의 재형 성에 관여하여 배발생(embryonic development), 영양모 세포(trophoblast) 침습 (invation), 혈관형성(angiogenesis), T 형 세포 이행(transmigration)과 창상치유에 관여한며1, 4, 10, 13, 22, 24, 25, 26 , 신생혈관 형성에도 중요한 역할을 하는 것으로 알 려져 있다. MMP-2 의 발견은 무혈관 조직으로 알려진 추간판 조직에서 혈관 형성과 관련이 있는 것으로 사료되었으나, 본 연구에서는 MMP-2 의 발현의 특성이 탈출된 추간판 조직에서 성별, 연령분포 및 탈출된 추간판의 정도에 따라서 차이를 보이지 않았으며, 발현하는 개체가의 수가 너무 적었기 때문 에 정확한 분석을 하기가 어려웠다. 탈출된 추간판 조직내에서 발견되는 신 생혈관의 발현과의 상관관계는 MMP-2, 섬유모세포 인자 및 신생혈관의 형 성 과정에 대한 더 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다

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참

참 고

고

고 문

문

문 헌

헌

1. Agren MS : Gelatinase activity during wound healing. Br. J. Dermatol, 131:634-640, 1994

2. Brown PD, Levy AT, Margulies IM, et al : Independent expression and cellular

processing of MR 72,000 type IV collagenase and interstitial collavenase in

human tumorigenic cell lines. Cancer Res, 50:6184-6191, 1990

3. Brown PD, Kleiner DE, Unsworth EJ : Cellular activition of the 72 kDa type IV procollagenase/TIMP-2 complex. Kidney Int, 43:163-170, 1993

4. Casasco A , Casasco M, Reguzzoni M : Occurence and distribution of

matrix metalloproteinase-2-immumoreactivity in human embryonic tissues. Eur.

J. Histochem, 39:31-38, 1995

5. Cawston TE and Billington C : Metalloproteinases in the rheumatic disease. J Pathol, 180:115-7, 1996

6. Eyre DR and Muir H : Types I and II collagens in intervertebral disc. Interchanging radical distribution in annulus fibrosus. Biochem J, 157:267-70,

1975

7. Eyre DR and Muir H : Quantitative analysis of type I and II collagens in human intervertebral discs at various ages. Biochim Biophys Acta. 492:29-42, 1977

8. Fujimoto N, Mouri N, Iwata K, Ohuchi E : A one-step sandwich enzyme immunoassay for human matrix metalloproteinase 2 (72-kDa gelatinase/type

IV collagenase) using monoclonal antibodies. Clin Chim Acta, 221:91-103,

1993

(23)

spontaneously produce matrix metalloproteinases, nitric oxide, interleukin-6,

and prostaglandin E2, Spine, 21:271-277, 1996

10 Lelongt B, Trugan G, Murphy G and Ronco PM : Matrix

metalloproteinasesMMP2 and MMP9 are produce in early stage of kidney

morphogenesis but only MMP9 is required for renal organogenesis in vitro. J.

Cell Biol, 136:1363-1373, 1997

11 Liotta LA, Abe S, Robey PG and Martin GR : Preferential digestion of

basement menbrance collagen by an enzyme derived from a metastatic

murine tumor. Proc. Natl.Acad. Sci. USA, 76:2268-2272, 1979

12 Matrisian LM : Metalloproteinases and their inhibitor in matirx remodeling.

Trends Genet, 6:121-5, 1990

13 McLaughlin B and Weiss JB : Endothelial-cell-stimulating angiogenesis

factor(ESAF) activates proglatinase A (72 kDa type IV collagenase),

prostromelysin 1 and procollagenase and reactivaties their complexes with

tissue inhibitors of metalloproteinases: A role for ESAF in

non-inflammatory angiogenesis. Biochem. J, 317:739-745, 1996

14 Mizel S, Dayer J-M, Krane SM and Mergenhagen SE : Stimulation of

rheumatoid synovical cell collagenase and prostaglandin production by

partially purified lymphocyte-activating factor (interleukin-1). Proc Natl Acad

Sci USA, 198(78):2474-7

15 Ohshima H, Hirano N, Osada R, Matsui H and Tsuji H : Morphologic

variaton of lumbar posterior longitudinal ligament and the modality of disc

(24)

16 Okata Y, Morodomi T, Enghild JJ, Suwuki K : Matrix metalloproteinase 2

from human rheumatoid synovical fibroblasts. Purification and activation of

the precursor and enzemic properties. Eur J Biochem, 194:721-30, 1990

17 Okata Y, Shinmei M, Tanaka O : Localization of matrix metallo-proteinase 3

(stromelysin) in osteoarthritic cartilage and synovium. Lab Invest, 66:680-90,

1992

18 Okada Y, Takeuchi N, Tomita K, Nakanishi I and Nagase H :

Immunolocalisation of matrix metalloproteinase 3 (stromelysin) in

rheumatoid synovioblasts (B cells): Correlation with rheumatoid arthritis.

Ann Rheum Dis, 48:645-53, 1989

19 Overall CM and Sodek J : Concanavalin A produces a matrix-degradative

phenotype in human fibroblasts. Induction and endogenous activation of

collagenase, 72-kDa gelatinase, and Pump-1 is acconpanied by the

suppression of the tissue inhibitor fo matrix metalloproteinases. J. Biol. Chem,

256:21141-21151, 1990

20 Pendas AM, Knauper V, Puente XS : Identificationand characterization of a

novel human matrix metalloproteinase with unique structural characteristics,

chromosomal location, and tissue distribution. J Biol Chem, 272:4281-6, 1997

21 Philippe G, Malcom I. VJ, Jean-Pierre V and Anthomy JF : Matrix

Metallooproteinases: the clue to intervertebral disc degeneration. Spine,

23(14):1612-1626, 1998

22 Romanic AM and Madri JA : Extracellular matrix-degrading proteinases in

(25)

23 Seltzer JL, Adams SA, Grant GA and Eisen AZ : Purification and properties

of a gelatin-specific neutral protease from human skin. J. Biol. Chem,

256:4662-4668, 1981

24 Sharkey ME, Adler RR, Brenner CA and Neider GL : Matrix

metalloproteinase expression during mouse peri-implantation development.

Am. J. Reprod. Immunol, 36:72-80, 1996

25 Shimonovitz S, Hurwitz A, Dushnik M : Developmental regulation of the

expression of 72 and 92 kd type IV collagenases in human trophoblasts:A

possible mechanism for control of trophoblast invasion (see comments). Am.

J. Obstet. Gynecol,171:832-838, 1994

26 Stetler-Stevenson WG and Corcoran ML : Tumor angiogenesis: functional

similarities with tumor invasion. In "Regulation of Angiogenesis" (ID

Goldberg and EM Rosen eds), 413-418, 1997, Birkhauser Verlag, Basel

27 Ward RV, Atkinson SJ, Slocombe PM : Tissue inhibitor of

metalloproteinases-2 inhibits the activation of 7metalloproteinases-2 kDa progelatinase by fibroblast membranes.

Biochim. Biophys. Acta, 1079:242-246, 1991

28 Welgus HG, Jeffrey JJ and Eisen AZ : The collagen substrate specificity of

human skin fibroblast collagenase. J. Biol. Chem, 256:9511-9515, 1981

29 Yasumoto M, Matsuyoshi M, Wakao N Hisashi I : The involvement of Matrix

Metalloproteinases and inflammation in lumbar disc herniation. Spine,

(26)

Table 1. Sex and age distribution according to the type of disc herniation.

Protrusion Extrusion

Sequestration

M F M F M F

<

20 3 1 1

21 –

30 4 3 3 4 2 3

31 –

40 4 2 3 3 3 4

41 –

50 2 2 2 1 2 2

51 –

60 2 3 1 2 1 1

61 < 1 1 2

16 12 12 10 8 10

(27)

Table 2. Results ofa staings with sex and age distribution.

MMP-1 MMP-2*

M F M F

<

20 2 2

21 – 30

6

5

1

3 31 – 40

5

6

2

1 41 – 50

3

2

1

2 51 – 60

2

3

60 <

2 P>0.05, P*>0.05

(28)

Table 3. Results of immuoexpression of MMP-1 and MMP-2.

MMP-1 MMP-2*

M F M F

Protrusion 10

6

3

2 Extrusion 6

5

2

2 Sequestration 4 5 1 2

P>0.05, P*>0.05

(29)

Legend of figures

Fig. 1. Herniated disc tissue stained with positive immunoexpression with

MMP-1. (x400)

Fig. 2. Herniated disc tissue stained with positive immunoexpression with

MMP-1. (x1000)

(30)

-

---Abstracts-

--

-

The study for the correlation between the expression of matrix

matalloproteinase-1 and matrix matallproteinase-2

in the herniated disc tissue

Yong Ho Kang

Department of Medical Sciences

The Graduate School, Ajou University

(Directed by Professor Chang Hoon Jeon)

The matrix metalloproteinase(MMPs) are known to probably play a role in

the degradation of extracellalar matrix and in the degeneration of the

intervertebral disc.

Many MMPs were observed in the herniated disc tissues, and especially

observed to be associated with macrophage, fibroblast and granulation tissues.

There was report that MMPs was well expressed abundant around cells in

granulation tissue in the unclears pulposus and anulus fibrosus.

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