Park, Seung-Won;Kang, Seok-Woo;Goo, Tae-Won;Kim, Seong-Ryul;Paik, Soon-Young
Journal of Life Science
/
v.22
no.4
/
pp.456-465
/
2012
Heterodimeric recombinant human bone morphogenetic proteins (rhBMPs) are powerful tools for bone tissue engineering. However, BMPs have several important limitations in their application to bone regeneration. BMPs have a short half-life and must be used in high concentrations, which may be cost-inefficient. To overcome these problems, we established a stable cell line that expressed the fusion protein comprised of recombinant human BMP2/7 heterodimer protein and PTD (rhBMP2/7-PTD). This stable cell line enabled high process yields by continuously expressing rhBMP2/7-PTD products at high levels throughout cultivation. This synthesized BMP7 was fused to a BMP2 protein with four glycine residues (to allow free bond rotation of the domains) and PTD. To demonstrate that the rhBMP2/7-PTD protein that was secreted from an rhBMP2/7-PTD-expressing stable cell line exhibited biological activity consistent with its role as an osteogenic differentiation induction growth factor, we evaluated BMP-induced ALP activity. Our results suggest that this cell line may be a powerful and efficient tool for applications such as bone tissue regeneration.
Um, In-Woong;Ku, Jeong-Kui;Lee, Bu Kyu;Yun, Pil-Young;Lee, Jeong Keun;Nam, Jeong-Hun
Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
/
v.45
no.3
/
pp.123-128
/
2019
Demineralized dentin matrix (DDM) has been used as a recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) carrier in many clinical trials. To optimize the clinical safety and efficacy of rhBMP-2 with DDM, efforts have been made to improve the delivery of rhBMP-2 by 1) lowering the administered dose, 2) localizing the protein, and 3) prolonging its retention time at the action site as well as the bone forming capacity of the carrier itself. The release profile of rhBMP-2 that is associated with endogenous BMP in dentin has been postulated according to the type of incorporation, which is attributed to the loosened interfibrillar space and nanoporous dentinal tubule pores. Physically adsorbed and modified, physically entrapped rhBMP-2 is sequentially released from the DDM surface during the early stage of implantation. As DDM degradation progresses, the loosened interfibrillar space and enlarged dentinal tubules release the entrapped rhBMP-2. Finally, the endogenous BMP in dentin is released with osteoclastic dentin resorption. According to the postulated release profile, DDM can therefore be used in a controlled manner as a sequential delivery scaffold for rhBMP-2, thus sustaining the rhBMP-2 concentration for a prolonged period due to localization. In addition, we attempted to determine how to lower the rhBMP-2 concentration to 0.2 mg/mL, which is lower than the approved 1.5 mg/mL.
After dental implant are planted into their bony site among the various growth factors associated with bone formation. BMP is expressed in the bone surrounding the implant fixture. By taking a close look at BMP2, BMP4 which are growth factors that take put in bone formation, its histologic features and radiographic bone healing patterns we would like to examine the mechanism of osseointegration. We randomly used 8 male and female house rabbit amd used diameter 5 mm height spiral shaped implants(Ostem, Korea) for animal use handled as a resorbable blast machined(RBM) surface and machined surface. 2group were formed and each group had RBM surface and machined surface implant or a simple bone cavity. After 3, 7, 14 and 28 days post surgery 2 objects were sacrificed from each group and histologic specimens were acquired. RT-PCR analysis was conducted and after H&E staining the extent of osseointegration was measured applying a histologic feature and histomorphometric analysis program. Quanitity one -4.41(Bio-Rad, USA) was used after scanning the PCR product image of the growth factors manifested in each group. According to the histomorphometric features the RBM, Machined surface group showed increased contact between bone and implant surface at 3, 7, 14 and 28 days after surgery. The BMP2 level increased in both experiment groups but remained unchanged in the contrast group. BMP4 levels stayed steady after the early post implantation period for RBM but showed decreased in the machined surface group and contrast group. The amount of contact between bone and implant surface increased with the passage of time. BMP2, BMP4 were expressed in both experimental group and contrast group. These growth factors play a role in osseointegration of implant.
BMP-2 is a well-known TGF-beta related growth factor, having a significant role in bone and cartilage formation. It has been employed to promote bone formation in some clinical trials, and to differentiate mesenchymal stem cells into osteoblasts. However, it is difficult to obtain this protein in its soluble and active form. hBMP-2 is expressed as an inclusion body in the bacterial system. To continuously supply hBMP-2 for research, we optimized the refolding of recombinant hBMP-2 expressed in E. coli, and established an efficient method by using detergent and alkali. Using a heparin column, the recombinant hBMP-2 was purified with the correct refolding. Although combinatorial refolding remarkably enhanced the solubility of the inclusion body, a higher yield of active dimer form of hBMP-2 was obtained from one-step refolding with detergent. The refolded recombinant hBMP-2 induced alkaline phosphatase activity in mouse myoblasts, at $ED_{50}$ of 300-480ng/ml. Furthermore, the expressions of osteogenic markers were upregulated in hPDLSCs and hDPSCs. Therefore, using the process described in this study, the refolded hBMP-2 might be cost-effectively useful for various differentiation experiments in a laboratory.
Kim, Hyeon-Jong;Choi, Sang-Mook;Ku, Young;Rhyu, In-Chul;Chung, Chong-Pyoung;Han, Soo-Boo;Lee, Yong-Moo
Journal of Periodontal and Implant Science
/
v.32
no.2
/
pp.389-402
/
2002
BMP can induce ectopic bone formation when implanted into sites such as rat muscle and can greatly enhance healing of bony defects when applied exogenously. In addition, BMP stimulated osteoblastic differentiation in vitro in various types of cells. The aim of this study was to investigate the effect of recombinant human bone morphogenetic protein(rhBMP-2) on the proliferation and osteoblastic differentiation of human periodontal ligament cells and gingival fibroblasts. The cell number and alkaline phosphatase activity were measured in 3 experimental groups of human periodontal ligament cells and gingival fibroblasts (control group, rhBMP-2 50ng/ml group, and rhBMP-2 100ng/ml group) at 1 and 2 weeks after culture. At the same time, total RNA of cultured cells were extracted and reverse trascription polymerase chain reaction(RT-PCR) was performed to determine the expression of mRNA of bone matrix protein. RhBMP-2 had no effect on the cell proliferation of human periodontal ligament cells and gingival fibroblasts. Alkaline phosphatase activity was elevated significantly by rhBMP-2 in both cells. And periodontal ligament cells showed significantly higher alkaline phosphatase activity than gingival fibroblasts. ${\beta}$-actin, type I collagen, alkaline phosphatase, BMP-2 mRNA were expressed in all of the samples. Osteopontin, osteocalcin mRNA were expressed in all periodontal ligament cell groups, and rhBMP-2 50ng/ml group, rhBMP-2 100ng/ml group of 2 week culture period of gingival fibroblasts. Bone sialoprotein mRNA was only expressed in rhBMP-2 50ng/ml group and rhBMP-2 100ng/ml group of 2-week culture period. These results suggest that rhBMP-2 stimulates osteoblastic differentiation in human periodontal ligament cells and gingival fibroblasts in vitro.
Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
/
v.42
no.2
/
pp.90-98
/
2016
Objectives: The aim of this study was to compare the osteogenic effects of demineralized dentin matrix (DDM) combined with recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) in rabbit calvarial defects with DDM and anorganic bovine bone (ABB) combined with rhBMP-2. Materials and Methods: Four round defects with 8-mm diameters were created in each rabbit calvaria. Each defect was treated with one of the following: 1) DDM, 2) ABB/rhBMP-2, or 3) DDM/rhBMP-2. The rhBMP-2 was combined with DDM and ABB according to a stepwise dry and dip lyophilizing protocol. Histological and microcomputed tomography (${\mu}CT$) analyses were performed to measure the amount of bone formation and bone volume after 2- and 8-week healing intervals. Results: Upon histological observation at two weeks, the DDM and ABB/rhBMP-2 groups showed osteoconductive bone formation, while the DDM/rhBMP-2 group showed osteoconductive and osteoinductive bone formation. New bone formation was higher in DDM/rhBMP-2, DDM and ABB decreasing order. The amounts of bone formation were very similar at two weeks; however, at eight weeks, the DDM/rhBMP-2 group showed a twofold greater amount of bone formation compared to the DDM and ABB/rhBMP-2 groups. The ${\mu}CT$ analysis showed markedly increased bone volume in the DDM/rhBMP-2 group at eight weeks compared with that of the DDM group. Notably, there was a slight decrease in bone volume in the ABB/rhBMP-2 group at eight weeks. There were no significant differences among the DDM, ABB/rhBMP-2, and DDM/rhBMP-2 groups at two or eight weeks. Conclusion: Within the limitations of this study, DDM appears to be a suitable carrier for rhBMP-2 in orthotopic sites.
Purpose: In this paper we tried to evaluate the most appropriate surface for rhBMP-2 coating among 4 rough titanium surfaces. Materials and methods: We used machined surface as a control group and anodized, RBM and SLA surfaces as test groups. We coated rhBMP-2 on the 4 surfaces and with uncoated surfaces for each case, we cultured human mesenchymal stem cells on all 8 surfaces. 24 hours after we measured the stem cell' attachment with SEM, and on 3rd, 7th, and 14th days, we checked the cell proliferation and differentiation by using MTT and ALP activity assay. And on the 7th day after the culture, we performed RT-PCR assay to determine whether the expression levels of Type I collagen, osteocalcin, osteopontin were changed. Results: We observed with SEM that 4 rhBMP-2 coated surfaces exhibited wider and tighter cell attachment and more cell process spreading than uncoated surfaces. The anodized rhBMP-2 surface caused robustest effects. In MTT assay we could not find any meaningful difference. In ALP assay there was a significant increase (P<.05) in the ALP activity of anodized rhBMP-2 coated surface compared with that of the control (3rd and 14th days) and with that of the RBM rhBMP-2 coated surface (14th day). In RT-PCR assay there was increased expressions in the anodized rhBMP-2 coated surface for osteocalcin, and osteopontin. Conclusion: We found that the anodized rhBMP-2 coated surface were most prominent stem cell attachment and differentiation in compared to control and Machined rhBMP-2 coated, RBM rhBMP-2 coated surface.
BACKGROUND: The aim of this study was to evaluate the combined effect of low-level laser treatment (LLLT) and recombinant human bone morphological protein-2 (rhBMP-2) applied to hypoxic-cultured MC3T3-E1 osteoblastic cells and to determine possible signaling pathways underlying differentiation and mineralization of osteoblasts under hypoxia. METHODS: MC3T3-E1 cells were cultured under 1% oxygen tension for 72 h. Cell cultures were divided into four groups: normoxia control, low-level laser (LLL) alone, rhBMP-2 combined with LLLT, and rhBMP-2 under hypoxia. Laser irradiation was applied at 0, 24, and 48 h. Cells were treated with rhBMP-2 at 50 ng/mL. Alkaline phosphatase activity was measured at 3, 7, and 14 days to evaluate osteoblastic differentiation. Cell mineralization was determined with Alizarin red S staining at 7 and 14 days. Western blot assays were performed to evaluate whether p38/protein kinase D (PKD) signaling was involved. RESULTS: The results indicate that LLLT and rhBMP-2 synergistically increased alkaline phosphatase (ALP) activity and mineralization. Western blot analyses showed that expression of type I collagen, runt-related transcription factor 2 (RUNX2), and Osterix (Osx), increased and expression of hypoxia-inducible factor 1-alpha ($HIF-1{\alpha}$), decreased more in the LLLT and rhBMP-2 combined group than in the rhBMP-2 or LLL alone groups. Moreover, LLLT and rhBMP-2 stimulated p38 phosphorylation and rhBMP-2 and LLLT increased Prkd1 phosphorylation. CONCLUSION: Combined treatment with rhBMP-2 and LLL induced differentiation and mineralization of hypoxic-cultured MC3T3-E1 osteoblasts by activating p38/PKD signaling in vitro.
Kim, Seong-Wan;Kim, Seong-Ryul;Park, Seung Won;Goo, Tae-Won;Choi, Kwang-Ho
International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
/
v.34
no.1
/
pp.1-5
/
2017
Bone morphogenetic protein 2 (BMP2) plays an important role in the development of bone and cartilage. It is involved in the hedgehog pathway, TGF beta signaling pathway, and in cytokine-cytokine receptor interaction. It is involved also in cardiac cell differentiation and epithelial to mesenchymal transition. In this study, We expressed human BMP2 (hBMP2) recombinant protein using Baculovirus Expression Vector System (BEVS) in Sf9 insect cells. The hBMP2 cDNA was cloned into baculovirus transfer vector, pBacgus-4x-1 and recombinant baculovirus was screened out through X-gal and GUS-fusions assay. Western blot analysis shown that molecular weight of hBMP2 recombinant protein was about 44.71 kDa.
A series of feeding experiments were conducted to study the possible utilization of blood meal as a dietary protein source in growing common carp, Cyprinus carpio. Diets were formulated on isonitrogenous and isocaloric basis of $40\%$ crude protein and 3,640 kcal/kg diet : diet 1 (100 FMP, control), $100\%$ fish meal Protein (FMP) : diet 2 (25 BMP), $75\%$$FMP+25\%$ blood meal protein (BMP) : diet 3 (50 BMP), $50\%$$FMP+50\%$ BMP : diet 4 (75 BMP), $25\%$$FMP+75\%$ BMP : d;et 5 (100 BMP), $100\%$ BMP. As the dietary protein sources, $34.2\%$ of animal protein were supplied by FMP and/or BMP, and approximately $65.8\%$ of plant protein were used. In the first experiment, weight gain and feed efficiency were improved with increased level of blood meal protein in the diets. Weight gain and feed efficiency from fish fed diets 4 and S were significantly higher (P<0.05) than those from fish fed diets 1, 2 and 3. The second experiment was designed as a cross-over study to prove the first experiment's results. This cross-over study shows that weight gain from fish fed diet 5 is greater than that from fish fed diet 1. The third experiment was conducted to compare palatability between diet 1 (100 FMP) and 5 (100 BMP). The data from this palatability study indicated that the palatability of diet 5 was lower than that of diet 1 initially, however, the palatability of iiet 5 was improved and not worse than that of diet 1 within a week. Therefore, these findings may suggest that the fish meal can be replaced with blood meal completely in growing common carp diets.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.