혈소판 풍부 혈장이 섬유아세포의 분열과 이주, 제 1형 교원질의 합성에 미치는 효과: 만성 피부 궤양에서의 임상적 적용

Abstract

혈소판 풍부 혈장(platelet-rich plasma, PRP)은 다양한 성장인자를 분비하여 세포 증식이나 이주, 분화 및 조직의 재생을 촉진하여 상처 치유 촉진 효과를 가지는 것으로 알려져 있다. 만성 피부 궤양에서는 상처 치유 과정에 장애가 발생한다는 근거들을 배경으로 피부과에서는 PRP를 피부 궤양에 적용한 보고가 있다. 그러나 현재까지 PRP가 어떻게 상처 치유 과정에 관여하는지에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 이 연구에서는 in vitro 실험에서 PRP가 효과적으로 섬유아세포의 세포 분열, 세포 이주 및 제 1형 교원질, matrix metalloproteinase-1(MMP-1), matrix metalloproteinase-2(MMP-2), G1 세포 주기 조절 단백질의 발현에 미치는 영향과 in vivo 실험에서 만성 피부 궤양 부위의 상처치유를 촉진하는지에 대하여 연구하고자 하였다. PRP를 처치한 섬유아세포의 세포 분열, 세포 이주를 촉진시키는지 확인하기 위해, 섬유아세포에 다양한 농도의 PRP를 처치하고, 세포 생존 수 및 세포 이주 실험을 시행하였다. PRP가 제 1형 교원질, MMP-1, MMP-2, G1 세포 주기 조절 단백질의 발현을 촉진시키는가를 확인하기 위해 PRP를 섬유아세포에 처치하고 Western blot 및 CAT 분석 기법을 시행하였다. 또한 PRP가 상처 치유를 촉진하는지 확인하기 위해 실제 만성 피부 궤양 병변에 PRP를 도포하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 처치한 PRP의 농도가 높아짐에 따라 섬유아세포의 세포 분열 및 세포 이주가 더 촉진됨을 관찰 할 수 있었다. PRP를 처치한 섬유아세포에서 제 1형 교원질 및 MMP-1, MMP-2의 발현이 증가하였고, MMP-1은 ERK 경로를 통하여 증가하였다. 뿐만 아니라 5% PRP를 처치한 섬유아세포에서 G1/S 단계로의 이행을 촉진하는 세포 주기 조절자의 발현도 증가하였다. In vivo 실험으로 PRP를 실제 만성 피부 궤양 병변에 도포한 경우 이전에 고식적인 방법으로 치료한 기간에 비해 상처 치유 기간이 단축되었다. 본 연구 결과 PRP에서 분비되는 여러 성장 인자를 통해 섬유아세포의 세포 분열 및 이주를 자극하고 제 1형 교원질, MMP-1, MMP-2, G1 세포 주기 조절 단백질의 발현 증가로 만성 피부 궤양의 상처 치유에 중요한 역할을 한 것으로 생각한다. 따라서 향후 만성 궤양성 병변에 PRP 적용이 표준 궤양 치료와 병행할 수 있는 치료법이 될 것으로 생각한다.

Platelet rich plasma (PRP) promotes the wound healing processes by growth factors, which accelerates cell proliferation, migration, differentiation and regeneration of tissue. There are several clinical trials of PRP application on skin ulcer, which has defects on wound healing process. But specific mechanism of PRP effect is largely unknown. The purpose of this study is to investigate the effect of PRP on fibroblasts cell proliferation, cell migration, and expressions of type I collagen, MMP-1, MMP-2, G1 cell cycle regulatory proteins in vitro and the accelerating effect on wound healing processes through applying chronic skin ulcer in vivo as well. As serial concentrations of PRP, viable cell number and migration activity was examined. Through Western blot analysis and CAT assay, this study investigated the expressions of type I collagen, MMP-1 MMP-2, G1 cell cycle regulators. In addition, through applying PRP on chronic skin ulcer, wound healing accelerating effect was investigated. Data of this study showed that PRP promoted more effectively the migration of human skin fibroblasts and cell proliferation by dose- dependent manner. The expressions of type I collagen, MMP-1 and MMP-2 under PRP treatment were increased. And increased expression of MMP-1 was depend on ERK pathway. The expressions of cell cycle regulators of G1/S phase transition were also increased on 5% PRP treatment group. In vivo, wound healing time by PRP treatment was shorter than classical treatment on chronic skin ulcer. In conclusion, this study showed PRP accelerated wound healing process on chronic skin ulcer through promotion of fibroblast migration, cell proliferation. And PRP induced up-regulation of expression of type I collagen, MMP-1, MMP-2, G1 cell cycle regulatory protein, and accelerated wound healing process by growth factors. Thereby PRP application will be alternative treatment with standard treatment on chronic skin ulcer.