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황화수소가 섬유아세포의 생존과 교원질 겔의 수축에 미치는 영향

Role of Hydrogen Sulfide in the Survival of Fibroblasts and Fibroblast-mediated Contraction of Collagen Gel

대한안과학회지 2019년 60권 10호 p.975 ~ 981
박현진 ( Park Hyeon-Jin ) - 대구가톨릭대학교 의과대학 안과학교실

김재우 ( Kim Jae-Woo ) - 대구가톨릭대학교 의과대학 안과학교실

Abstract

목적: 황화수소가 배양된 인체 테논낭 섬유아세포의 생존과 콜라겐 겔의 수축에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다.

대상과 방법: 일차배양한 섬유아세포에 0, 100, 200, 300 μM 황화수소(Sodium hydrogen sulfide, NaHS)에 이틀간 노출시켜 MTT (3-[4, 5-dimethylthiazol-2-yl]-2, 5-diphenyltetrazolium bromide) assay를 이용하여 세포의 생존을 측정하였고, annexin-V/propidium iodide 이중염색 후 유세포 분석을 이용하여 세포고사의 정도를 측정하였다. 전환 분화에 미치는 영향을 알아보기 위하여 5 ng/mL TGF-β1으로 자극한 후 α-smooth muscle actin (SMA) mRNA의 발현을 reverse-transcription polymerase chain reaction로 조사하였으며 섬유아세포를 교원질 겔 내에 봉입하여 수축성검사를 시행하였다.

결과: 300 μM NaHS는 섬유아세포의 생존을 감소시켰으며(p=0.013), 200 μM과 300 μM NaHS는 세포고사를 유의하게 증가시켰다(p<0.05). TGF-β1은 섬유아세포에서 α-SMA mRNA의 발현을 증가시켰으며(p=0.041), 100 μM NaHS에 동시에 노출시킨 경우 α-SMA mRNA의 발현이 감소하였고(p=0.039), 교원질 겔의 수축을 억제하였다.

결론: 황화수소는 고농도에서 섬유아세포의 생존을 감소시키며 세포고사를 유발하였다. 황화수소는 TGF-β1에 의한 α-SMA mRNA의 발현을 감소시켰으며 교원질 겔의 수축을 억제하였다. 따라서 황화수소는 섬유아세포의 생존에는 영향을 줄 수 있으며, 섬유아세포의 전환 분화를 억제하여 반흔형성을 감소시키는 작용을 나타낼 것으로 생각된다.

Purpose: To investigate the role of hydrogen sulfide in the survival and collagen gel contraction of cultured human Tenon’s capsule fibroblasts (HTCFs).

Methods: Primarily cultured HTCFs were exposed to 0, 100, 200, or 300 μM hydrogen sulfide (sodium hydrogen sulfide, NaHS) for 2 days. Cellular survival was assessed by MTT (3-[4, 5-dimethylthiazol-2-yl]-2, 5-diphenyltetrazolium bromide) assay. Degree of apoptosis was assessed with flow cytometry using annexin-V/propidium iodide double staining. To evaluate the effect of NaHS on cellular transdifferentiation, HTCFs were stimulated with 5 ng/mL TGF-β1 and the level of expression of α-smooth muscle actin (SMA) mRNA was assessed using reverse-transcription polymerase chain reaction. The cells were embedded in collagen gel, and the amount of gel contraction was measured.

Results: NaHS at 300 μM reduced HTCF survival (p = 0.013); NaHS at both 200 and 300 μM increased apoptosis in a dose-dependent manner (p = 0.013 and p = 0.016). TGF-β1 increased the expression of α-SMA mRNA (p = 0.041); co-treatment with 100 μM NaHS decreased TGF-β1-induced α-SMA mRNA expression (p = 0.039) and inhibited collagen gel contraction.

Conclusions: NaHS at high concentration reduced cellular survival and increased HTCF apoptosis. NaHS decreased TGF-β 1-induced increases in α-SMA mRNA expression and collagen gel contraction. Thus, hydrogen sulfide may suppress scar formation by inhibiting HTCF transdifferentiation and contraction of collagen gels.

키워드

Apoptosis; Hydrogen sulfide; Survival; Transdifferentiation; Tenon capsule fibroblasts
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