백서의 실험적 치아이동시 Nitric Oxide Synthetase의 발현 양상

THE EXPRESSION OF NITRIC OXIDE SYNTHETASE IN THE EXPERIMENTAL TOOTH MOVEMENT IN RATS

반응 질소 중간 대사물 중의 하나인 nitric oride(NO)는 작고 불안정하며 전하가 없는 free radical이며 신체의 여러 종류 세포에서 분비되어 대부분의 조직 세포에 영향을 미친다. 또한 NO는 lipopolysacchatide나 cytokines 등의 자극으로 골모세로로부터 생산되어 파골세포의 활성을 강력하제 억제한다는 보고도 있다. 이러한 NO는 L-arguinine으로부터 nitric oxide synthetase(NOS)에 의해 합성된다. 골개조에 의해 이루어지는 생체 내 치아이동 및 그에 따른 치주조직 변화에서 NO 및 NOS가 중요한 역할을 할 것으로 생각되나 교정적 치아이동에서 치주인대의 재생 과정과 관련되어 이들의 역할이 밝혀진 것이 드물었다. 본 연구에서는 견인력에 의한 치아이동시 시간 경과에 따른 NOS의 발현 정도 및 분포 변화를 알아보고자, Sprague-Dawley계 백서 27마리를 대조군(3마리)과 실험군(24마리)으로 나누었으며, 실험군은 견인력(75g)을 가한 후 12시간, 1일, 4일, 7일, 14일, 28일이 경과한 후 각각 4마리씩 희생시켜, $NOS_3$와 $NOS_2$의 발현 정도 및 분포를 면역조직화학적으로 관찰한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 대조군의 $NOS_3$ 발현은 치은과 상아질, 치주인대, 치조골에서 경미 하였지만 치수, 악간 봉합에서는 약양성의 발현을 보였으며, $NOS_2$의 경우와 유사하였다. 2. 실험군의 상아질, 치은, 백악질, 백악모세포, 상아모세포에서의 $NOS_3$ 및 $NOS_2$의 발현은 견인력 적용 기간에 관계없이 대조군과 큰 차이가 없이 경미하거나 약양성이었다. 3. 치주인대에서의 $NOS_3$의 발현은 실험 4일째부터 치근단에서 증가되어 7일째에 압박측을 중심으로 증가한 이후 감소되었다. 4. 치조골에서의 $NOS_3$는 실험 7일째까지 경미한 발현을 보이다가 14일째부터 28일째까지 약양성으로 발현 증가를 보였으며 압박 및 견인측 간의 차이는 없었다. 5. 치주인대에서의 $NOS_2$는 압박측과 견인측 간의 차이 없이 실험 7일째 이후에 대조군보다 증가된 약양성의 발현을 보였으며 $NOS_3$의 발현에 비해 상대적으로 많았다. 6. 치조골에서의 $NOS_2$의 발현은 14일째에 가장 크게 증가하여 골모세포, 파골세포, 골세포 모두에서 발현되었으며 압박측보다 견인측 치조골의 골세포에서 약간 많았다.

Nitric oxide(NO) has been reported to be one of the mediators relating to bone remodelling. Nitric oxide is synthesized from L-arguinine by nitric oxide synthetase(NOS), which is largely divided Into two groups. One group which is composed of $NOS_1\;and\;NOS_3$, is dependent of calcium or calmodulin. The other consisted of $NOS_2$, which is independent of calcium or calmodulin. NOS is thought to be a possible intermediate affecting in the course of tooth movement. This study was designed to evaluate the expression of nitrous oxide synthetase(NOS) in periodontal tissue during the experimental movement of rat incisors, by LSAB(labelled streptavidine biotin) immunohistochemical staining for $NOS_2\;and\;NOS_3$. Twenty seven Sprague-Dawley rats were divided into a control group(3 rats), and 6 experimental groups(24 rats), to which 75g of force was applied, with helical springs across the maxillary incisors. Rats of experimental groups were sacrificed at 12 hours, 1, 4, 7, 14 and 28 days after force application, respectively. After that, the tissues of the control group and experimental groups were studied immunohistochemically. The results were as follows: 1. In control group, the expression of $NOS_3$ was rare in gingiva, dentin, periodontal ligament and alveolar bone, and was mild in the capillaries of pulp and intermaxillary suture. And the expression of $NOS_2$ showed similar pattern to that of $NOS_3$. 2. There were no differences in the expression of $NOS_2\;or\;NOS_3$ in dentin, gingiva, cementum, cementoblast and odontoblast, between control and experimental groups, regardless of the duration of the force application. 3. The expression of $NOS_3$ began to increase at 4 days and showed to the highest degree at 7 days after force application, in the apical region of pressure side of periodontal ligament in experimental groups. 4. The expression of $NOS_3$ in alveolar bone was rare until 7 days, after which it increased to mild degree at 14 days through 28 days in experimental group. But there was no difference between pressure and tension side of periodontal ligament. 5. The expression of $NOS_2$ in periodontal ligament was mild from 7 days after force application, regardless of the side of periodontium, which was generally more evident than that of $NOS_3$. 6. The expression of $NOS_2$ in alveolar bone increased to mild degree at 14 days after force application, and it was evident in osteoblasts, osteoclasts and osteocytes. And the expression of $NOS_2$ was little more stronger in the tension side than that of pressure side of alveolar bone.