본 연구의 목적은 침도법이 무릎관절 골관절염(KOA) 토끼 연골의 산화 스트레스 침묵 정보 조절 인자 1(Sirt1)/핵전사인자 E2 관련 인자 2(Nrf2)/NADPH 퀴논 산화환원효소-1(NQO1) 신호 경로에 미치는 영향을 관찰하고, 연골 손상 개선 작용기전을 탐구하는 것이다. 방법으로 24마리의 수컷 뉴질랜드 토끼를 정상군, 모델군, 침도군, 침도+억제제군으로 각각 6마리씩 무작위 배정하였다. 정상군을 제외한 나머지 군은 수정된 Videman 방법으로 KOA 모델을 구축하였다. 침도군은 좌측 하지 내측 측부인대, 외측 측부인대, 슬개골 내측 지지띠, 슬개골 외측 지지띠, 슬개골 인대 및 끈결절부를 대상으로 4주간 주 1회 침도 완화 치료를 실시하였다. 침도+억제제군은 매 회 침도 치료 30분 전에 복강 내로 Sirt1 억제제인 EX-527을 투여하였다(주 1회, 4주). 중재 전 및 마지막 중재 후 1주일에 르케네 기능장애 지수(Lequesne MG) 점수 및 수동 관절 가동도(PROM)를 측정하였다. 마지막 중재 후 1주일에 연골 조직을 채취하여 헤마톡실린-에오신(HE) 및 사프라닌-오 그린(SO) 염색을 통해 병리형태를 관찰하였다. ELISA법으로 관절액 내 백혈구인터루킨-1β(IL-1β) 및 종양괴사인자-α(TNF-α) 함량을 측정하였다. 비색법으로 연골 조직 내 초과산화물 디스뮤타제(SOD) 활성도를 측정하였으며, 효소반응 결합 이황티오닐벤조산 색소법으로 글루타티온 과산화효소(GSH-Px) 활성을 측정하였고, 총항산화능력(T-AOC)은 시약키트를 이용하여 검출하였다. 티오바르비투르산법으로 말론디알데히드(MDA) 함량을 검출하였다. 면역형광법으로 연골 조직 내 활성산소종(ROS) 수준을 관찰하였다. 웨스턴블롯법으로 Sirt1, Nrf2, NQO1, 혈소판 반응단백 모티프가 포함된 탈통합메탈단백질분해효소 5(ADAMTS-5) 및 기질 금속단백질분해효소 3(MMP-3)의 단백질 발현을 측정하였다. 실시간 형광 정량 PCR법으로 연골의 Sirt1, Nrf2, NQO1 mRNA 발현을 검출하였다. 결과는 정상군과 비교하여 모델군 토끼의 왼쪽 무릎 관절 Lequesne MG 점수, 관절액 IL-1β, TNF-α 함량, 연골 조직 내 MDA 함량, ROS 발현 수준, ADAMTS-5 및 MMP-3 단백질 발현 수준이 증가하였다(P<0.01). Nrf2 단백질 및 mRNA 발현 수준도 증가하였다(P<0.05, P<0.01). PROM, 연골 조직의 SOD, GSH-Px 및 T-AOC 활성도, Sirt1 단백질 및 mRNA 발현 수준은 감소하였다(P<0.01). 모델군과 비교하여 침도군은 Lequesne MG 점수, 관절액 내 IL-1β 및 TNF-α 함량, 연골 조직 내 MDA 함량, ROS 발현 수준, ADAMTS-5 및 MMP-3 단백질 발현 수준이 감소하였으며(P<0.01), PROM, 연골 조직 내 SOD, GSH-Px 및 T-AOC 활성도 및 Sirt1, Nrf2, NQO1 단백질 및 mRNA 발현 수준이 증가하였다(P<0.01). 침도+억제제군은 Lequesne MG 점수, 관절액 내 TNF-α 함량, 연골 조직 내 MDA 함량 및 ROS 발현 수준이 감소하였으며(P<0.01, P<0.05), PROM, Sirt1, Nrf2 및 NQO1 mRNA 발현 수준이 증가하였다(P<0.01). 침도군과 비교하여 침도+억제제군은 Lequesne MG 점수, 관절액 IL-1β 및 TNF-α, 연골 조직 내 MDA 함량, ROS 발현 수준 및 MMP-3, ADAMTS-5 단백질 발현 수준이 증가하였으며(P<0.01, P<0.05), PROM, 연골 조직 내 SOD, GSH-Px, T-AOC 활성도 및 Sirt1, Nrf2, NQO1 단백질 및 mRNA 발현 수준이 감소하였다(P<0.01, P<0.05). HE 및 SO 염색 결과 모델군은 무릎 관절 연골 표면이 얇아지고 연골 세포 수가 감소하였으며 배열이 혼란스러워지고 단백다당류가 상실되었다. 침도군은 모델군에 비해 연골 세포 수가 증가하고 배열이 규칙적이며 단백다당류가 증가하였다. 침도+억제제군은 침도군에 비해 연골 조직 표면 손상 현상이 악화되었다. 결론은 침도법이 KOA 토끼 관절 기능 및 연골 병리 손상을 개선하며, 이는 산화 스트레스 및 염증 반응을 완화하는 Sirt1/Nrf2/NQO1 신호 경로 활성화와 관련이 있을 수 있다.

침도법; 무릎 관절 골관절염; 무릎 관절 기능; Sirt1/Nrf2/NQO1 신호 경로; 산화 스트레스; 연골 손상