Fibroblast büyüme faktörünün (FGF) periodontal ligament hücrelerinin poliferasyonu, protein miktarı ve tip I kollajen mRNA ekspresyonuna etkisi
The Effects of fibroblast growth factor (FGF) on the proiferation, protein centent and collagen type I mRNA expression of periodontal ligament cells
Yazar: SEMA HAKKI
Danışman: PROF.DR. RAHİME MERAL NOHUTÇU
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Periodontoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1999
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Büyüme maddeleri = Growth substances ; Kollajen = Collagen ; Periodontal hastalıklar = Periodontal diseases ; Periodontal ligament = Periodontal ligament

Özet:
ÖZET Periodontal hastalıkların tedavisinde temel amaç, periodontal ataçmanın mineralize ve yumuşak doku bileşenlerinin rejenerasyonudur. Periodontal Ligamentin (PDL) ideal rejenerasyondan primer olarak sorumlu hücre grubunu içerdiği, yeni sement ve yeni kemik formasyonunu sağlayabilecek kapasitesi olduğu gösterilmiştir. PDL, sementoblast ve/veya osteoblasta farklılaşabilen, heterojen bir hücre popülasyonuna sahiptir. Son zamanlarda PDL'nin karakterizasyonu ile ilgili çalışmalar, bu hücrelerin osteoblast benzeri özelliklerinin belirlenmesi ve periodontal ligamentde osteoblastik hücre popülasyonunu uyarabilecek büyüme faktörlerinin tespit edilmesi yönünde yoğunlaşmıştır. Polipeptid büyüme ve farklılaşma faktörleri, yara iyileşmesi sürecinin düzenlenmesi ve uyarılmasında önemli rol oynayan biyolojik yönlendiricilerdir. Bu çalışmanın amacı, basic-Fibroblast Growth Factor (b-FGF) ve Dexamethasone (Dex) gibi biyolojik faktörlerin, PDL hücrelerinin fonksiyonlarına ve tip I kollajen mRNA ekspresyonlarına etkilerinin belirlenmesidir. Bu amaçla, PDL hücreleri ortodontik nedenlerle çekilen premolar dişlerden elde edildi. İlk aşamada PDL hücrelerine farklı konsantrasyonlarda b-FGF ( 0.1, 0.3, 1, 10 ve 50 ng/ml) uygulanarak etkin konsantrasyon saptandı. Takiben PDL hücreleri, b-FGF (1 ng/ml), Dex (10~7 M) ve bu faktörlerin kombinasyonu ile muamele edildi. PDL hücrelerinin proliferasyonu ve total protein miktarı (Lowry metodu) 0, 3, 7, 10 ve 15. günlerde değerlendirildi. Hücrelerin mitotik aktivitelerinin tayini 3H thymidine kullanılarak 1, 3, 7 ve 10. günlerde gerçekleştirildi. Tüm gruplardan 0, 3, 7, 10, 15 ve 20. günlerde total RNA izole edilerek, Reverse-Transcriptase Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) tekniği ile tip I kollajen mRNA ekspresyonları belirlendi. Sonuçlar, PDL hücrelerinde b-FGF için etkin konsantrasyonun 1 ng/ml olduğunu, b- FGF'nin proliferasyonu kontrol grubuna benzer, ancak Dex ve Dex+b-FGF grubuna göre 7. ve 10. günlerde istatistiksel olarak anlamlı şekilde artırdığını gösterdi, b- FGF'nin PDL hücrelirinde total protein miktarını diğer gruplara göre 15. günde istatistiksel olarak anlamlı şekilde stimüle ettiği, Dex'in tek başına hem proliferasyonu hem de protein miktarını anlamlı şekilde inhibe ettiği gözlendi, b- FGF'nin PDL hücrelerinin mitotik aktivitesini 1. günde anlamlı şekilde artırdığı, diğer grupların ise azalttığı saptandı, b- FGF'nin, tip I kollajen mRNA IIIekspresyonunu, kontol grupları ile kıyaslandığında 3. ve 10 günlerde inhibe ettiği, 7. günde kontrol grubu ile benzerlik gösterirken, 15. ve 20. günlerde stimüle ettiği izlendi. Dex uygulanan kültürlerde ise 3, 7 ve 10. günlerde, kontrol ve b-FGF grubuna kıyasla tip I kollajen mRNA ekspresyonunun arttığı ve daha sonra bu ekspresyonun azaldığı gözlendi. Dex+b-FGF ile muamele edilen kültürlerde, tip I kollajen mRNA ekspresyonunun 3. günde inhibe olduğu, 10. günde ise diğer gruplarla kıyaslandığında stimüle olduğu kaydedildi. Elde ettiğimiz veriler, b- FGF'ye verdiği cevap açısından PDL hücrelerinin osteoblastik hücrelerle kısmen benzerlik gösterdiğini, PDL hücrelerinin osteojenik kapasitede hücre alt gruplarım içerebileceğini ve b-FGF'nin periodontal doku rejenerasyonunda etkin potansiyel bir büyüme aktörü olabileceğini doğrulamaktadır. Anahtar Kelimeler : periodontal ligament hücresi, periodontal rejenerasyon, ekstrasellüler matriks, büyüme aktörleri, tip I kollajen. IV

Abstract:
ABSTRACT A primary objective in the treatment of periodontal disease is the regeneration of the mineralized and soft connective tissue components of the attachment apparatus. The periodontal ligament (PDL) has been shown to possess the ability to regenerate both new cementum and alveolar bone. The PDL has a heterogeneous cell population and some of these cells may be capable to differentiate to cementoblasts and/or osteoblasts. Recent studies point on characterizing PDL cells have been directed at determining their osteoblast-like properties and identifying growth factors that induce osteoblastic cell population in the PDL. Polypeptide growth and differentiation factors are a class of biological modifiers which have been shown to play a critical role in the stimulation and regulation of the wound healing process. The purpose of this study was to determine the possible effects of basic-Fibroblast Growth Factor (b-FGF) and Dexamethasone (Dex) on the PDL cells. PDL cells were obtained from premolar teeth extracted for orthodontic reasons. Cells were exposed to different concentrations of b-FGF (0.1, 0.3, 1, 10, SO ng/ml) to determine the optimum concentrations. As a second step, PDL cells were treated either with b-FGF (1 ng/ml) or Dex (10"7 M) or the combination of these factors. The cell counts and amount of protein (Lowry method) of the cultures were determined on the days 0, 3, 7, 10 and IS. Mitotic activities of PDL cells were evaluated by measuring *H thymidine incorparation on the days 1, 3, 7 and 10 using ^-scintillation counter. Moreover, total RNA was isolated from all groups on the days 0, 3, 7, 10, IS and 20. By using Reverse Transcriptase-Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) tecnique, collagen type I mRNA expression of PDL cells for each group was examined. The data indicated that the optimum concentration of b-FGF for the proliferation of PDL cells was 1 ng/ml. Proliferation of PDL cells were similar in both the control and b- FGF treated cultures, however b-FGF significantly increased the proliferation when compared to Dex alone and Dex+b-FGF treated cultures on the days 7 and 10. Amount of total protein was found to be significantly enhanced in b-FGF treated cultures on the day IS. Treatment of Dex alone significantly inhibited both the amount of protein and proliferation of PDL cells. After a 24 hour treatment, 1 ng/ml b-FGF produced significant increase in *H thymidine incorporation into DNA. It Vwas observed that the levels of collagen type I mRNA expression of human PDL cells was downregulated by b-FGF treatment in comparison with control cultures on the days 3 and 10. On the other hand, the expression of collagen type I mRNA was upregulated by b-FGF on the days 15 and 20. In cultures solely treated with Dex, mRNA expression of collagen type I was stimulated when compared to both the control and b-FGF treated cultures on the days 3, 7 and 10. Collagen type I mRNA expression was inhibited on the day 3 and enhanced on the day 10 in Dex+b-FGF treated PDL cells. These results suggest that PDL cells showed some characteristics of osteoblastic cells in response to b-FGF and confirm that b-FGF may play an important role in periodontal regeneration. Keywords: periodontal ligament cell, periodontal regeneration, extracellular matrix, growth factors, collagen type I. VI