A MOLECULAR BIOLOGIC STUDY ON BIOCOMPATIBILITY OF METALLIC DENTAL MATERIALS USED FOR CHILDREN WITH CULTURED HUMAN GINGIVAL FIBROBLASTS

인체 섬유모세포(HGF-1) 배양에서 소아용 치과금속재의 세포친화성에 대한 분자생물학적 연구

For the purpose of evaluating the biocompatability of 3 kinds of metallic materials frequently used in pediatric dentistry (stainless steel crown, orthodontic band, orthodontic wire), cellular and molecular studies, including cell growth and proliferation, screening of cell death with determination of types whether necrosis or apoptosis and changes in expressions of related signaling molecules were examined, using cultured human gingival fibroblasts (HGF-1), HGF-1 was cultured in Dulbecco's modified Eagle's medium. among which the 3rd to 6th generations of HGF-1 were used. The specimen were divided into stainless steel crown (R), band (B) and wire (W). The immunocytochemical study was done for the detection of anti-PCNA (proliferating cell nuclear antigen) labeling. With extracted protein, western blot was done for the detection of ERK1/2, JNK, and p38, using individual antibodies. Cultured cells proliferated, remarkably till 7 day and slightly at 11 day. There was no statistical significance in the counts of proliferating HGF-1 between control and experimental groups (p>0.05). Relative growth rates were no statistically significant difference between control and experimental groups (p>0.05). PCNA labeling indexes showing similar patterns in control and experimental groups. The expressions of ERK1 and ERK2, p38 were similar in control and experimental groups. The expression of JNK increased at 1st day, slightly decreased at 4th day and markedly increased at 7th and 11 day. Although the patterns of control and experimental groups were similar, the increased expressions of JNK at late period suggest a possible stress due to inhibited cell growth and proliferation, and worse culture condition. Conclusively, the 3 kinds of metal specimens used in this study did not induce cellular and molecular hazards during short term culture of HGF-1. But, for the better clinical stability, the establishment of long period culture and animal experiment was thought necessary.

소아치과 임상에 흔히 사용되는 3종의 금속재에 의한 인체 섬유모세포(HGF-1)를 이용하여 세포독성에 대한 세포적 및 분자적 접근을 시도하였다. 세포의 성장과 증식 및 세포사, 그리고 이들과 관련된 세포내 신호전달물질 발현의 변화를 보고자 하였고, 세포사는 screening한 후 세포사의 유형(necrosis/apoptosis)을 규명하고자 하였다. HGF-1은 DMEM으로 계대배양한 후 유지하였으며, 사용한 금속재는 stainless steel crown (R), 교정용 band(B), 교정용 wire(W)의 세 종류였다. HGF-1세포의 증식에 대하여 기본적으로 cell count를 하였고, 생존세포 count를 위하여 대조군에 대한 실험군의 상대증식도를 계산하였다. 세포수는 배양일이 지남에 따라 증가하여 7일째에 최고를 나타내었고, 11일째에는 감소하였으며, 대조군과 실험군 사이의 통계적 유의한 차이는 관찰되지 않았다(p>0.05). 대조군에 대한 실험군의 상대증식도 또한 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 세포사에 대한 형태적 소견은 괴사(necrosis)를 나타내었다. PCNA lableing index에 대한 대조군과 실험군간에 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 신호전달 관련 MAP kinase인 ERK1 및 ERK2, p38, JNK는 배양일의 경과에 따른 발현의 변화는 관찰되었으나, 대조군과 각 실험군 간에 차이는 관찰되지 않았다. 결론적으로 본 연구대상인 stainless steel crown, 교정용 band 와 wire, 세 종류의 소아 치과용 금속재는 단기간의 인체섬유모세포를 이용한 세포친화성 검정에 있어서 세포적, 분자적 위해 양상을 나타내지 않았다.