세포주 배양에서 근적외선 조사 배지의 항 염증효과
Anti-Inflammatory Effect of Near-Infrared Irradiated Cell Culture Media
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배경 : 근적외선은 0.8-1.5 μm 파장대의 빛으로 다양한 손상, 감염, 허혈성 질환에 치료로 사용된다고 보고되고 있다. 최근 근 적외선을 물, 섬유 등에 쪼이면 지속적으로 근적외선이 방출되 게 하는 기술이 개발되었다. 본 연구는 근적외선을 적절히 조사 한 배지에서 근적외선이 지속적으로 방출되어 항 염증 효과를 가질 것으로 가정하고, 우선 세포배양에서 근적외선 조사배지가 세포 생존력과 염증성 자극에 대한 반응에 미치는 영향을 알아 보고자 하였다. 방법 : CAPE (혈관내피세포), NIH3T3 (섬유아세포), RD (평 활근세포) 등 세 가지 종류의 세포주를 10% 우태아혈청이 포함 되고, 근적외선이 조사된 배지와 일반배지에서 37℃, 5% CO2 배양기에서 4일간 배양하였다(1×104 cells/well). 근적외선의 항 염증 효과를 보기 위해 배지에 10 mcg/mL의 lipopolysaccharide (LPS)와 sodium nitroprusside (SNP)를 첨가하였다. 세 포증식은 methylthiazol tetrazolium (MTT: 3-[4,5-dimethylthiazole- 2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide) assay로 측정하였고, interleukin (IL)-1 beta와 nitric oxide는 ELISA 법, inducible nitric oxide synthase (iNOS)와 cyclooxygenase- 2 (COX-2)는 간접면역형광법을 이용하였다. 결과 : 근적외선 조사배지는 CAPE 세포 증식에 유리하였으 며(N=8, P=0.000), LPS 처리한 NIH3T3 세포에서 IL-1 beta 분비를 감소시켰고(N=4, P=0.026), nitrate 생성을 억제 시키는 경향이 있었으나 통계적으로 유의하지 않았다(N=4, P=0.076). 근적외선 조사배지는 NIH3T3 세포에서 iNOS 발현을 억제하였 으나, COX-2 발현은 두 가지 배지에서 차이가 없었다. 결론 : 근적외선 조사 배지는 일반배지에 비하여 세포배양 시 혈관내피세포의 증식을 촉진시키고, 섬유아세포에는 항 염증 효 과를 나타내었다. 이러한 결과는 임상적으로 염증성 질환에 근 적외선을 적용할 기초자료로 이용될 수 있을 것이다.
Abstract
Background : Near-infrared light (NIR, 0.8-1.5 μm light) has been used in therapeutic devices for various injuries such as infected, ischemic and hypoxic wound. NIR-emitting technology has been developed recently in Korea. We hypothesized that NIR may have an anti-inflammatory effect and investigated the effect of NIR-irradiated media on cell culture. Methods : Three kinds of cell lines, CAPE (vascular endothelial cell), NIH3T3 (fibroblast), and RD (smooth muscle cell) cells were cultured for 4 days in 10% FBS-containing media (1×104 cells/ well), which were irradiated or not irradiated (control) by Eco-NFIR Drive (Model #0210, Ecowavetech, Korea). The cells were stimulated by 10 mcg/mL of bacterial lipopolysaccharide (LPS) or sodium nitroprusside (SNP). Cellular proliferation was measured by methylthiazol tetrazolium assay. Expression of interleukin (IL)-1 beta and nitric oxide was measured by ELISA. Expression of cyclooxygenase-2 (COX-2) and inducible nitric oxide synthase (iNOS) was measured by immunofluorescence staining. Results : NIR-irradiated medium was favorable for CAPE cell proliferation (N=8, P=0.000). IL-1 beta secretion from LPS-stimulated NIH3T3 cells incubated in the NIR medium was below that of control medium (N=4, P=0.026). Nitrate production seemed to be low in NIR-irradiated medium although statistically insignificant (N=4, P=0.076). Expression of iNOS of the LPS-stimulated cells was decreased in NIR medium, however, Cox-2 expression was not different between the two media. Conclusions : NIR-irradiated medium supported vascular endothelial cell proliferation and showed an anti-inflammatory effect on fibroblast culture. These results can be used as basic data for future research on the clinical application of NIR.
참고문헌 (18)
- Wong-Riley MT, "Photobiomodulation directly benefits primary neurons functionally inactivated by toxins: role of cytochrome c oxidase", J Biol Chem, 280, pp.4761~4771 (2005)
- Eells JT, "Mitochondrial signal transduction in accelerated wound and retinal healing by near-infrared light therapy", Mitochondrion, 4, pp.559~567 (2004)
- Danno K, "Near-infrared irradiation stimulates cutaneous wound repair: laboratory experiments on possible mechanisms", Photodermatol Photoimmunol Photomed, 17, pp.261~265 (2001)
- Kandolf-Sekulovic L, "Immunomodulatory effects of low-intensity near-infrared laser irradiation on contact hypersensitivity reaction", Photodermatol Photoimmunol Photomed, 19, pp.203~212 (2003)
- Mochizuki-Oda N, "Effects of near-infra-red laser irradiation on adenosine triphosphate and adenosine diphosphate contents of rat brain tissue", Neurosci Lett, 323, pp.207~210 (2002)
- 오완수, "직선편광 근적외선 조사에 의한 지각 이상성대퇴신경통의치료경험", 대한마취과학회지, 38, pp.183~186 (2000)
- 한승문, "성상신경절 부위의 직선편광 근적외선조사후요골동맥에서의혈류속도의변화: 성상신경절차단술과의비교", 대한통증학회지, 14, pp.37~40 (2001)
- Kim J, "Near-infrared light and expectancy effects on maximal isokinetic strength performance: a randomized, double-blind, placebo-controlled study", J Strength Cond Res, 20, pp.378~382 (2006)
- 최창혁, "하프코스마라톤후체내의생화학적변화및회복", 대한정형외과스포츠의학회지, 7, pp.45~49 (2008)
- 김성숙, "서열환경에서 근적외선 조사의복 착용시의 온열생리반응", 한국의류산업학회지, 7(6), pp.665~672 (2005), 한국의류산업학회
- 박경화, "근적외선을 처리한 생활용품의 항균 효과", 한국미생물·생명공학회지, 33(3), pp.222~225 (2005), 한국미생물·생명공학회
- 송정수, "류마티스관절염 치료에서 종양괴사인자억제제 사용에 대한 고찰", 대한류마티스학회지, 14(1), pp.1~14 (2007), 대한류마티스학회
- Denizot F, "Rapid colorimetric assay for cell growth and survival. Modifications to the tetrazolium dye procedure giving improved sensitivity and reliability", J Immunol Method, 89, pp.271~277 (1986)
- 김상경, "관절연골조직으로부터 연골세포 일차배양시 배양방법에 따른 세포의 생존력", The Korean Journal of Laboratory Medicine, 24(4), pp.237~243 (2004), 대한진단검사의학회
- Kim S, "Effect of nitric oxide on cartilage homeostasis and chondrocyte viability", J Orhto Res, pp.S18~ (2001)
- Komorowska M, "Erythrocyte response to near-infrared radiation", J Photochem Photobiol B, 68, pp.93~100 (2002)
- Whelan HT, "NASA light-emitting diodes for the prevention of oral mucositis in pediatric bone marrow transplant patients", J Clin Laser Med Surg, 20, pp.319~324 (2002)
- Whelan HT, "Effect of NASA light-emitting diodes irradiation on wound healing", J Clin Laser Med Surg, 19, pp.305~314 (2001)