Tooth loss in elderly is mainly caused by alveolar bone loss via severe periodontitis. Although the severity of periodontitis is known to be affected by age, the aging process or the genetic changes during the aging of periodontal tissue cells are not well characterized. In this study, we investigated the effect of in vitro aging on the change of gene expression pattern in periodontal fibroblasts. Gingival fibroblasts (GF) and periodontal ligament fibroblasts (PDL) were obtained from two young patients and replicative senescence was induced by sequential subcultivation. When more than 90% cells were positively stained with senescence-associated ${\beta},-galactosidase$, those cells were regarded as aged cells. In aged GF and PDL, the level of phosphorylated retinoblastoma (RB) and $p16^{INK4A}$ protein was significantly decreased and increased, respectively. However, the protein level of p53 and p21, well known senescence-inducing genes, did not increase in aged GF and PDL. Although $p27^{Kip1}$ and $p15^{INK4B}$, another cyclin-dependent kinase inhibitors, were reported to be involved in replicative senescence of human cells, they were decreased in aged GF and PDL. Because senescent cells showed flattened and enlarged cell shape and are known to have increased focal adhesion, we examined the protein level of several integrins. Aged GF and PDL showed increased protein level of integrin ${\alpha}2$, ${\alpha}v$, and ${\beta}1$. When the gene expression profiles of actively proliferating young cells and aged cells were compared by cDNA microarray of 3,063 genes and were confirmed by reverse transcription-polymerase chain reaction, 7 genes and 15 genes were significantly and commonly increased and decreased, respectively, in aged GF and PDL. Among them, included are the genes that were known to be involved in the regulation of cell cycle, gene transcription, or integrin signaling. The change of gene expression pattern in GF and PDL was minimally similar to that of oral keratinocyte. These results suggest that $p16^{INK4A}/RB$ might be involved in replicative senescence of periodontal fibroblasts and the change of gene expression profile during aging process is cell type specific.
Rapuano, Bruce E.;Hackshaw, Kyle;Macdonald, Daniel E.
Journal of Periodontal and Implant Science
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제42권3호
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pp.95-104
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2012
Purpose: The purpose of this study was to determine whether increasing the Ti6Al4V surface oxide negative charge through heat ($600^{\circ}C$) or radiofrequency plasma glow discharge (RFGD) pretreatment, with or without a subsequent coating with fibronectin, stimulated osteoblast gene marker expression in the MC3T3 osteoprogenitor cell line. Methods: Quantitative real-time polymerase chain reaction was used to measure changes over time in the mRNA levels for osteoblast gene markers, including alkaline phosphatase, bone sialoprotein, collagen type I (${\alpha}1$), osteocalcin, osteopontin and parathyroid hormone-related peptide (PTH-rP), and the osteoblast precursor genes Runx2 and osterix. Results: Osteoprogenitors began to differentiate earlier on disks that were pretreated with heat or RFGD. The pretreatments increased gene marker expression in the absence of a fibronectin coating. However, pretreatments increased osteoblast gene expression for fibronectin-coated disks more than uncoated disks, suggesting a surface oxide-mediated specific enhancement of fibronectin's bioactivity. Heat pretreatment had greater effects on the mRNA expression of genes for PTH-rP, alkaline phosphatase and osteocalcin while RFGD pretreatment had greater effects on osteopontin and bone sialoprotein gene expression. Conclusions: The results suggest that heat and RFGD pretreatments of the Ti6Al4V surface oxide stimulated osteoblast differentiation through an enhancement of (a) coated fibronectin's bioactivity and (b) the bioactivities of other serum or matrix proteins. The quantitative differences in the effects of the two pretreatments on osteoblast gene marker expression may have arisen from the unique physico-chemical characteristics of each resultant oxide surface. Therefore, engineering the Ti6Al4V surface oxide to become more negatively charged can be used to accelerate osteoblast differentiation through fibronectin-dependent and independent mechanisms.
Angiogenesis, the formation of new capillaries from existing vessels, increases oxygenation and nutrient supply to ischemic tissue and allows tumor growth and metastasis. As such, angiogenesis targeting provides a novel approach for cancer treatment with easier drug delivery and less drug resistance. Therapeutic anti-angiogenesis has shown impressive effects in animal tumor models and are now entering clinical trials. However, the successful clinical introduction of this new therapeutic approach requires diagnostic tools that can reliably measure angiogenesis in a noninvasive and repetitive manner. Molecular imaging is emerging as an exciting new discipline that deals with imaging of disease on a cellular or genetic level. Angiogenesis imaging is an important area for molecular imaging research, and the use of radiotracers offers a particularly promising technique for its development. While current perfusion and metabolism radiotracers can provide useful information related to tissue vascularity, recent endeavors are focused on the development of novel radioprobes that specifically and directly target angiogenic vessels. Presently available proges include RGD sequence containing peptides that target ${\alpha}_v\;{\beta}_3$ integrin, endothelial growth factors such as VEGF or FGF, metalloptoteinase inhibitors, and specific antiangiogenic drugs. It is now clear that nuclear medicine techniques have a remarkable potential for angiogenesis imaging, and efforts are currently continuing to develop new radioprobes with superior imaging properties. With future identification of novel targets, design of better probes, and improvements in instrumentation, radiotracer angiogenesis imaging promises to play an increasingly important role in the diagnostic evaluation and treatment of cancer and other angiogenesis related diseases.
Kim, Eui Joo;Kwon, Kwang An;Lee, Young Eun;Kim, Ju Hyun;Kim, Se-Hee;Kim, Jung Ho
Journal of Ginseng Research
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제42권3호
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pp.288-297
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2018
Background: The incidence of colorectal cancer (CRC) is increasing, with metastasis of newly diagnosed CRC reported in a large proportion of patients. However, the effect of Korean Red Ginseng extracts (KRGE) on epithelial to mesenchymal transition (EMT) in CRC is unknown. Therefore, we examined the mechanisms by which KRGE regulates EMT of CRC in hypoxic conditions. Methods: Human CRC cell lines HT29 and HCT116 were incubated under hypoxic (1% oxygen) and normoxic (21% oxygen) conditions. Western blot analysis and real-time PCR were used to evaluate the expression of EMT markers in the presence of KRGE. Furthermore, we performed scratched wound healing, transwell migration, and invasion assays to monitor whether KRGE affects migratory and invasive abilities of CRC cells under hypoxic conditions. Results: KRGE-treated HT29 and HCT116 cells displayed attenuated vascular endothelial growth factor (VEGF) mRNA levels and hypoxia-inducible $factor-1{\alpha}$ ($HIF-1{\alpha}$) protein expression under hypoxic conditions. KRGE repressed Snail, Slug, and Twist mRNA expression and integrin ${\alpha}V{\beta}6$ protein levels. Furthermore, hypoxia-repressed E-cadherin was restored in KRGE-treated cells; KRGE blocked the invasion and migration of colon cancer cells by repressing $NF-{\kappa}B$ and ERK1/2 pathways in hypoxia. Conclusions: KRGE inhibits hypoxia-induced EMT by repressing $NF-{\kappa}B$ and ERK1/2 pathways in colon cancer cells.
Bone homeostasis is maintained by co-ordination of bone-resorbing osteoclasts and bone-forming osteoblasts. Imbalance between osteoclasts and osteoblasts leads to many bone diseases such as osteoporosis, rheumatoid arthritis. Taxillus chinensis is a herb that has been widely used to improve bone health. However, the effect and mechanism of Taxillus chinensis extract on osteoclast differentiation and bone resportion has been unknown. Thus, We investigated the effect of Taxillus chinensis on expression of receptor activator of nuclear factor-${\kappa}B$ ligand (RANKL)-induced osteoclast differentiation and bone resorption. Also, the action of Taxillus chinensis on mechanisms relating to osteoclast differentiation was studied. In this results, we identified that Taxillus chinensis significantly inhibited RANKL-induced osteoclast differentiation and bone resportion. Moreover, Taxillus chinensis was suppressed the activation of NF-${\kappa}B$ in bone marrow macrophage treated RANKL and M-CSF. Taxillus chinensis was down-regulated the mRNA expression of c-Fos, nuclear factor of activated T-cells (NFAT)c1, osteoclast-associated receptor (OSCAR), tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP). The cell adhesion-related molecules such as integrin ${\alpha}v$ and integrin ${\beta}3$, and the filamentous actin (F-actin) rings of mature osteoclasts-related molecules such as dendritic cell-specific transmembrane preotein (DC-STAMP) and cathepsin K are also suppressed. Taken together, these results indicated that Taxillus chinensis will be a good candidate to treat osteoclast-mediated bone diseases.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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