키워드: 치주염, 신경염증성 질환, 알츠하이머병, 세포외 소포, 세포외 RNA, 구강–뇌 축.

본 연구는 현재 임상용 구강 임플란트 표면에서 리튬(Li) 이온을 이용한 표면 화학 조절을 통해 골전구세포의 골형성 관련 세포 기능을 규명함으로써, 골형성 능력이 향상된 티타늄(Ti) 임플란트의 향후 개발에 대한 통찰을 얻고자 하였다. 습식 화학 처리를 통해 샌드블라스팅/산 에칭(sandblasted/acid-etched, SLA) Ti 임플란트 표면을 Li 이온으로 변형하였다. 표면 Li 이온-변형된 SLA 시료에 대한 골형성 관련 세포 반응은 두 종류의 마우스 골수 줄기세포인 양능성 ST2 세포와 일차 다분화능 메센키말 줄기세포(mesenchymal stem cells, MSCs)를 사용하여 평가하였다. 변형된 표면에서는 판상(plate-like) 나노구조를 갖는 Li를 포함한 Ti 산화층의 형성이 관찰되었다. Li가 도입된 표면은 무처리 SLA 표면에 비해 ST2 세포에서 확장(spreading), 초점 유착 형성, 인테그린 mRNA 발현(α2, α5, αv 및 β3) 등 초기 세포 사건을 향상시켰고, 또한 양능성 ST2 세포의 골형성 분화를 촉진하였다. 표면 Li 변형은 GSK-3β 인산화를 유의하게 증가시키고 β-catenin 인산화를 억제하였으며, 이어서 일차 MSCs의 골형성 분화를 촉진하였다. 이러한 결과는 Li 이온을 이용한 습식 화학 처리로 SLA 임플란트의 표면 화학을 변형하면, GSK-3β 및 β-catenin 활성의 양성 조절을 통해 골수 MSCs의 골형성 분화를 촉진함으로써 보다 유리한 골유착 결과를 유도함을 시사한다.