Passage dependent responses of chondrocytes to mechanical stimulation

Abstract

연골조직은 지속적인 인체의 체중, 일상생활의 움직임 등을 통해 다양한 기계적 자극 (압축, 전단, 인장) 에 상시 노출되어 있다. 연골조직에 과도한 물리적 자극이 들어올 경우 연골 조직에 손상이 일어나게 되는데 연골 조직은 특이적으로 혈관과 림프관이 없는 조직으로써 그 재생이 혈관과 림프가 존재하는 골 근처의 연골 조직 쪽에서만 제한적으로만 이루어지게 된다. 연골세포의 항상성은 연골조직내의 유일한 세포인 연골세포에 의해서 조절되는데, 연골세포는 Type 2 collagen, Aggrecan 등의 연골 구성 물질을 분비해 연골 조직을 형성함과 동시에, MMP3, MMP9과 같은 단백질 분해 요소들을 분비함으로써 연골조직의 파괴를 유도함으로써 연골조직의 항상성을 유지할 수 있게 한다. 연골세포 역시 연골조직에 가해지는 것과 비슷한 다양한 물리적 자극을 지속적으로 받고 있으며 생체내의 다른 장기들에 비해 대단히 큰 압축, 인장, 전단응력을 받고 있다. 과도한 기계적 자극에 의해 연골 조직에 손상이 일어나는 경우 연골조직 주변부에서 국소적으로 탈분화 현상이 일어나게 되는데, 일반적으로 연골세포의 탈분화 현상은 연골세포의 체외 단층 배양시에 세포의 형태와 대사를 모두 변화시키는 연골세포 특이적인 현상이다. 탈분화 시에 연골 세포는 빠르게 자신의 특성을 잃고, 섬유아세포와 비슷한 형질로 변화되는 현상을 보이며, 세포 표현형에 큰 변화를 가져오는 것으로 알려져 있다. 다양한 물리적 자극에 대한 연골세포의 반응에 대한 기존 연구가 많이 존재하고 있으나 기존의 연구에서는 탈분화 된 세포에 과도한 물리적 자극이 일어날 경우에 어떠한 변화가 생기는지에 대해서는 아직 깊이 연구되지 않은 상황이다. 특히, 연골세포의 물리적 자극에 대한 반응에 대한 기존 연구는 대부분 체외 단층 배양 상태 즉, 탈분화가 진행된 상태에서 세포에 물리적 자극을 가했음에도 불구하고 이것이 연골세포의 고유특성으로 여기는 한계점이 존재한다. 일부의 연구에서는 추출 직후의 연골세포의 사용해서 물리적 자극을 가한 논문도 있으나, 이러한 연구 또한 정상 연골세포와 탈분화 된 연골세포간의 물리적 자극 특성이 다르다는 것을 인지하고 연구를 진행하지는 못했다. 본 연구는 기존 연구에서 미처 접근하지 못했던 연골세포의 탈분화에 따른 물리적 자극에 대한 반응성의 변화를 규명하고자 했다...