Role of OD314 During Odontoblast Differentiation

상아질모세포는 상아질을 형성하고 유지하는 세포이다. 상아질모세포-특이 유전자로 널리 알려진 DSPP는 상아질의 석회화 과정에는 중요한 역할을 하나, 현재까지 DSPP 이외의 인자를 동정하고 이를 통하여 상아질모세포의 분화와 상아질의 석회화 과정을 분자생물학적으로 연구한 결과들은 거의 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 최근에 상아질의 석회화 과정에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 OD314 유전자의 발현을 분석하고, OD314 유전자의 과발현과 발현억제가 상아질모세포의 분화에 미치는 영향을 연구하여 다음과 같은 결과를 얻었다. MDPC-23 세포의 분화과정에서 OD314 mRNA는 배양 시작부터 발현되기 시작하여 배양 21일까지 그 발현이 증가하였고, 배양 28일에도 강한 발현이 유지되었다. 면역세포형광 염색에서 OD314 단백질은 세포의 핵에서는 약하게 발현되었으나, 세포질에서 강하게 발현되었으며 특히 핵에 인접한 세포질에서 더욱 강한 발현을 보였다. 상아질모세포의 석회화 관련 유전자인 DSPP는 OD314의 발현을 억제하였을 때 발현이 현저히 증대 되었으며, ON은 OD314를 과발현 시켰을 때 발현이 감소하였다. 이상의 결과를 종합하면 OD314는 상아질모세포의 분화와 상아질의 형성 및 석회화 과정에 중요한 역할을 하는 새로운 인자로 사료된다. Odontoblasts are responsible for the formation and maintenance of dentin which is a mineralized part in dentin-pulp complex of tooth. OD314 was obtained by subtractive hybridization between odontoblasts and osteoblast/dental papilla cells, and differentiatially expressed in the odontoblasts but not in osteoblasts and dental papilla cells. In this study, to better understand the biological function of new odontoblast-enriched gene, OD314, we examined expression of OD314 in cultured MDPC-23 cells and intracellular localization of OD314 protein. We also evaluate the effect of OD314 over-expression and inactivation on the cells by northern analysis. When MDPC-23 cells are cultured in the differentiation and mineralization medium for 28 days, OD314 mRNA expression was gradually increased from the beginning to day 21 and remained relatively high on day 28. Immunofluorescent staining of cultured MDPC-23 revealed localization of OD314 on the cytoplasm, especially near the nuclear membrane. However, a small amount of fluorescence was also observed in the nucleus. Inactivation of OD314 by RNA interference up-regulated the expression of DSPP, whereas over-expression of OD314 by CMV-OD314 plasmid down-regulated the expression of ON. These results suggest that OD314, a odontoblat-enriched gene, may play important roles in the odontoblast differentiation and dentin mineralization.본 연구는 한국과학재단 목적기초연구(R01-2003-000-10141-0)지원으로 수행되었음

Morphological Differences of the Wound Healing in Secretory Leukocyte Protease Inhibitor Knockout Mice

분비백혈구단백분해효소억제제(secretory leukocyte protease inhibitor, SLPI)는 세린계열의 단백분해 억제제로 점액에서 주로 발견되며 항미생물 작용을 지니고 있다. SLPI는 약 12kD의 분자량을 지니며 아교질과 fibronectin과 같은 구조 단백질의 과도한 분해를 억제한다. 손상된 조직의 치유는 과도한 단백질의 분해와 박테리아의 감염을 특징적으로 지니고 있으므로 상처의 치유가 느리게 진행된다. 이에 Slpi 유전자가 결손된 생쥐를 이용하여 피부에 상처를 유도한 후 1, 3, 5, 7일째에 조직을 적출하여 다양한 조직화학적 염색법과 면역조직화학적 방법 및 RNase protection 방법 등을 이용하여 상처치유과정을 분석하였다. 조직학적인 분석결과 상처 유도 후, Slpi 결손 생쥐의 적출된 모든 피부조직에서 회복과정이 대조군의 생쥐에 비해 느렸으며, 다수의 염증반응세포들이 장기간 상처부위에 남아 있었다. 또한, Slpi 결손 생쥐에서 아교질의 침착이 느리게 진행되었으며 조직 장력 역시 낮은 것으로 확인되었다. RNase protection 결과로 발현되는 사이토카인 중 TGF-β1의 발현이 Slpi 결손 생쥐에서 증가되었다. 이러한 결과를 종합해 보면 SLPI는 피부의 상처회복에서 상피세포의 이동, 염증반응세포의 유입조절 등에 관여할 것으로 생각된다. Secretory leukocyte protease inhibitor (SLPI) is a serine protease inhibitor with anti-microbial properties found in mucosal fluids. At the tissue level, the ability of this 12kDa protein is to counteract the excessive degradation of functional and structural proteins such as collagen and fibronectin. Impaired healing states are characterized by excessive proteolysis and often bacterial infection, leading to the hypothesis that SLPI may have a role in this process. To investigate the role of SLPI in skin how it contributes to tissue repair, we have generated mice null for the gene encoding SLPI (Slpi), which show impaired cutaneous wound healing with increased inflammation. For the purpose of this, we have performed wound experiment in skin tissue with morphometrical analyses, immunohistochemistry, and Rnase protection assay. From these analyses, the results were that delayed healing in KO mice wounds compared to that of WT, prolonged inflammatory phase and increased TGF-β1 in KO wounds, and lower mechanical properties in KO wounds. Taken together, SLPI may play a cruical role in cutaneous wounds healing especially in matrix reorganization that suggests the development as a clinical drug for wound healing.이 논문은 정부재원(교육인적자원부 학술연구조성사업비)으로 한국학술진흥재단의 지원을 받아 연구되었음(R08-2003-000-10279-0)