Bone resorption is linked to bone formation via temporal and spatial coupling within the remodeling cycle. Several lines of evidence point to the critical role of coupling factors derived from pre-osteoclasts (POCs) during the regulation of bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BMMSCs). However, the role of glial cell-derived neurotrophic factor (GDNF) in BMMSCs is not completely understood. Herein, we demonstrate the role of POC-derived GDNF in regulating the migration and osteogenic differentiation of BMMSCs. RNA sequencing revealed GDNF upregulation in POCs compared with monocytes/macrophages. Specifically, BMMSC migration was inhibited by a neutralizing antibody against GDNF in pre-osteoclast-conditioned medium (POC-CM), whereas treatment with a recombinant GDNF enhanced migration and osteogenic differentiation. In addition, POC-CM derived from GDNF knock-downed bone marrow macrophages suppressed BMMSC migration and osteogenic differentiation. SPP86, a small molecule inhibitor, inhibits BMMSC migration and osteogenic differentiation by targeting the receptor tyrosine kinase RET, which is recruited by GDNF into the GFRα1 complex. Overall, this study highlights the role of POC-derived GDNF in BMMSC migration and osteogenic differentiation, suggesting that GDNF regulates bone metabolism.
Na, Yi Rang;Jung, Daun;Gu, Gyo Jeong;Seok, Seung Hyeok
Molecules and Cells
/
v.39
no.10
/
pp.734-741
/
2016
Granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF) has a role in inducing emergency hematopoiesis upon exposure to inflammatory stimuli. Although GM-CSF generated murine bone marrow derived cells have been widely used as macrophages or dendritic cells in research, the exact characteristics of each cell population have not yet been defined. Here we discriminated GM-CSF grown bone marrow derived macrophages (GM-BMMs) from dendritic cells (GM-BMDCs) in several criteria. After C57BL/6J mice bone marrow cell culture for 7 days with GM-CSF supplementation, two main populations were observed in the attached cells based on MHCII and F4/80 marker expressions. GM-BMMs had $MHCII^{low}F4/80^{high}$ as well as $CD11c^+CD11b^{high}CD80^-CD64^+MerTK^+$ phenotypes. In contrast, GM-BMDCs had $MHCII^{high}F4/80^{low}$ and $CD11c^{high}CD8{\alpha}^-CD11b^+CD80^+CD64^-MerTK^{low}$ phenotypes. Interestingly, the GM-BMM population increased but GM-BMDCs decreased in a GM-CSF dose-dependent manner. Functionally, GM-BMMs showed extremely high phagocytic abilities and produced higher IL-10 upon LPS stimulation. GM-BMDCs, however, could not phagocytose as well, but were efficient at producing $TNF{\alpha}$, $IL-1{\beta}$, IL-12p70 and IL-6 as well as inducing T cell proliferation. Finally, whole transcriptome analysis revealed that GM-BMMs and GM-BMDCs are overlap with in vivo resident macrophages and dendritic cells, respectively. Taken together, our study shows the heterogeneicity of GM-CSF derived cell populations, and specifically characterizes GM-CSF derived macrophages compared to dendritic cells.
Kim, Ok-Hee;Kim, Hyojung;Kang, Jinku;Yang, Dongki;Kang, Yu-Hoi;Lee, Dae Ho;Cheon, Gi Jeong;Park, Sang Chul;Oh, Byung-Chul
BMB Reports
/
v.50
no.1
/
pp.43-48
/
2017
Accumulation of tissue macrophages is a significant characteristic of disease-associated chronic inflammation, and facilitates the progression of disease pathology. However, the functional roles of these bone marrow-derived macrophages (BMDMs) in aging are unclear. Here, we identified age-dependent macrophage accumulation in the bone marrow, showing that aging significantly increases the number of M1 macrophages and impairs polarization of BMDMs. We found that age-related dysregulation of BMDMs is associated with abnormal overexpression of the anti-inflammatory interleukin-10. BMDM dysregulation in aging impairs the expression levels of pro-inflammatory cytokines and genes involved in B-cell maturation and activation. Phagocytosis of apoptotic Jurkat cells by BMDMs was reduced because of low expression of phagocytic receptor CD14, indicating that increased apoptotic cells may result from defective phagocytosis of apoptotic cells in the BM of aged mice. Therefore, CD14 may represent a promising target for preventing BMDM dysregulation, and macrophage accumulation may provide diagnostic and therapeutic clues.
Sargassum horneri (SH), a brown macroalgae, has medicinal properties. The present study investigated the immune-enhancing effects of SH extract on peritoneal macrophages (PM). The SH significantly increased the production of tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-6 (IL-6), and nitric oxide (NO) in PM. It was confirmed that SH significantly increased NO expression through the increase of iNOS protein expression, which is the up-regulation pathway. Additionally, it was determined if SH activates the mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway, an upper regulatory mechanism that influences TNF-α, IL-6, and NO expression. Consequently, SH significantly increased the phosphorylation of p38, extracellular signal-regulated kinases (ERK), and c-Jun N-terminal kinase (JNK), all of which are MAPK pathway proteins. Moreover, the immune-enhancing effects of SH on another macrophage cell line, bone marrow-derived macrophages were investigated. It was observed that SH significantly enhanced TNF-α, IL-6, and NO production. Overall, this study demonstrates the immune-enhancing effects of SH on macrophages via activated MAPK pathway. Therefore, it suggests that SH has the potential to improve immunological activity in various macrophage cell lines and can be useful as an immune-enhancing treatment.
Lim, Soo yeon;Cho, Dong Im;Jeong, Hye-yun;Kang, Hye-jin;Kim, Mi Ra;Cho, Meeyoung;Kim, Yong Sook;Ahn, Youngkeun
Experimental and Molecular Medicine
/
v.50
no.11
/
pp.1.1-1.10
/
2018
Bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BMMSCs) are used extensively for cardiac repair and interact with immune cells in the damaged heart. Macrophages are known to be modulated by stem cells, and we hypothesized that priming macrophages with BMMSCs would enhance their therapeutic efficacy. Rat bone marrow-derived macrophages (BMDMs) were stimulated by lipopolysaccharide (LPS) with or without coculture with rat BMCs. In the LPS-stimulated BMDMs, induction of the inflammatory marker iNOS was attenuated, and the anti-inflammatory marker Arg1 was markedly upregulated by coculture with BMMSCs. Myocardial infarction (MI) was induced in rats. One group was injected with BMMSCs, and a second group was injected with MIX (a mixture of BMMSCs and BMDMs after coculture). The reduction in cardiac fibrosis was greater in the MIX group than in the BMC group. Cardiac function was improved in the BMMSC group and was substantially improved in the MIX group. Angiogenesis was better in the MIX group, and anti-inflammatory macrophages were more abundant in the MIX group than in the BMMSC group. In the BMMSCs, interferon regulatory factor 5 (IRF5) was exclusively induced by coculture with macrophages. IRF5 knockdown in BMMSCs failed to suppress inflammatory marker induction in the macrophages. In this study, we demonstrated the successful application of BMDMs primed with BMMSCs as an adjuvant to cell therapy for cardiac repair.
Byeong Jun Chae;Kyung-Seo Lee;Inhwa Hwang;Je-Wook Yu
IMMUNE NETWORK
/
v.23
no.3
/
pp.23.1-23.17
/
2023
Inflammation is a series of host defense processes in response to microbial infection and tissue injury. Inflammatory processes frequently cause extracellular acidification in the inflamed region through increased glycolysis and lactate secretion. Therefore, the immune cells infiltrating the inflamed region encounter an acidic microenvironment. Extracellular acidosis can modulate the innate immune response of macrophages; however, its role for inflammasome signaling still remains elusive. In the present study, we demonstrated that macrophages exposed to an acidic microenvironment exhibited enhanced caspase-1 processing and IL-1β secretion compared with those under physiological pH. Moreover, exposure to an acidic pH increased the ability of macrophages to assemble the NLR family pyrin domain containing 3 (NLRP3) inflammasome in response to an NLRP3 agonist. This acidosis-mediated augmentation of NLRP3 inflammasome activation occurred in bone marrow-derived macrophages but not in bone marrow-derived neutrophils. Notably, exposure to an acidic environment caused a reduction in the intracellular pH of macrophages but not neutrophils. Concordantly, macrophages, but not neutrophils, exhibited NLRP3 agonist-mediated translocation of chloride intracellular channel protein 1 (CLIC1) into their plasma membranes under an acidic microenvironment. Collectively, our results demonstrate that extracellular acidosis during inflammation can increase the sensitivity of NLRP3 inflammasome formation and activation in a CLIC1-dependent manner. Thus, CLIC1 may be a potential therapeutic target for NLRP3 inflammasome-mediated pathological conditions.
Osteoclasts, derived from multipotent myeloid progenitor cells, play homeostatic roles in skeletal modeling and remodeling, but may also destroy bone in pathological conditions such as osteoporosis and rheumatoid arthritis. Osteoclast development depends critically on a differentiation factor, the receptor activator of NF-${\kappa}B$ ligand (RANKL). In this study, we found that the hexane soluble fraction of the common fig Ficus carica (HF6-FC) is a potent inhibitor of osteoclastogenesis in RANKL-stimulated RAW264.7 cells and in bone marrow-derived macrophages (BMMs). HF6-FC exerts its inhibitory effects by suppression of p38 and NF-${\kappa}B$ but activation of ERK. In addition, HF6-FC significantly decreased the expression of NFATc1 and c-Fos, the master regulator of osteoclast differentiation. The data indicate that components of HF6-FC may have therapeutic effects on bone-destructive processes such as osteoporosis, rheumatoid arthritis, and periodontal bone resorption.
Previous studies have suggested that rice bran oil (RBO), an edible oil from the byproducts of rice milling, has anti-inflammatory effects in inflammation inducing macrophages, known as M1 subsets. Yet the effects of RBO on the counterpart M2 subsets, the "healing" macrophages, were poorly investigated to date. In this regard, recent studies on the molecular/cellular anti-inflammatory mechanisms of dietary components have demonstrated that mitochondrial respiration contributes to macrophage functioning. Therefore, the current study examined whether RBO regulates cytokine secretion by modulating mitochondrial metabolism in wound healing M2 subsets. Palm oil (PO), enriched with medium-chain fatty acids, served as a positive control. C57BL/6 mice were fed a diet containing either corn oil (CO), PO or RBO for 4 weeks, followed by purification of bone marrow-derived macrophages (BMDM) from their tibias and femurs. Cells were further polarized to M2-BMDM, and the expression of M2 marker (CD206) on cellular surfaces were not affected by dietary intervention. In addition, the secretion of anti-inflammatory cytokine (IL-10) in the culture supernatant was not affected by dietary lipids. Oxygen consumption rate, the indicator of mitochondrial respiration in M2-BMDM was not regulated by RBO intervention and PO treatment. Taken together, this study imply that RBO did not intervene both the regulation of inflammatory responses and mitochondrial respiration in M2 macrophages.
Park, Ok-Jin;Kwon, Yeongkag;Yun, Cheol-Heui;Han, Seung Hyun
Microbiology and Biotechnology Letters
/
v.44
no.4
/
pp.557-562
/
2016
Aggregatibacter actinomycetemcomitans and Porphyromonas gingivalis are gram-negative bacteria frequently found in lesions from patients with periodontitis manifesting alveolar bone loss. Lipopolysaccharides are a major virulence factor of gram-negative bacteria. Bone resorption is known to be regulated by bacteria and their virulence factors. In the present study, we investigated the effects of A. actinomycetemcomitans and P. gingivalis on bone resorption. Heat-killed A. actinomycetemcomitans (HKAa) and heatkilled P. gingivalis (HKPg) induced bone loss in the femurs of mice after intraperitoneal administration. HKAa and HKPg augmented the differentiation of committed osteoclast precursors into osteoclasts, while they inhibited the differentiation of bone marrow-derived macrophages into osteoclasts. Concordant with the effects of the heat-killed whole cells, LPS purified from A. actinomycetemcomitans and P. gingivalis also augmented osteoclast differentiation from committed osteoclast precursors but attenuated it from bone marrow-derived macrophages. Taken together, these results suggest that the whole cells and lipopolysaccharides of A. actinomycetemcomitans and P. gingivalis induce the differentiation of committed osteoclast precursors into osteoclasts, potentially contributing to bone resorption in vivo.
PURPOSE. This study focused on in vitro cell differentiation and surface characteristics in a magnesium coated titanium surface implanted on using a plasma ion source. MATERIALS AND METHODS. 40 commercially made pure titanium discs were prepared to produce Ti oxide machined surface (M) and Mg-incorporated Ti oxide machined surface (MM). Surface properties were analyzed using a scanning electron microscopy (SEM). On each surface, alkaline phosphatase (ALP) activity, alizarin red S staining for mineralization of MC3T3-E1 cells, and quantitative analysis of osteoblastic gene expression, were evaluated. Actin ring formation assay and gene expression analysis of TRAP and GAPDH performing RT-PCR were performed to characterize osteoclast differentiation on mouse bone marrow-derived macrophages (BMMs). RESULTS. MM showed similar surface morphology and surface roughness with M, but was slightly smoother after ion implantation at the micron scale. M was more hydrophobic than MM. No significant difference between surfaces on ALP activity at 7 and 14 days were observed. Real-time PCR analyses showed similar levels of mRNA expression of the osteoblast phenotype genes; osteopontin (OPN), osteocalcin (OCN), bone sialoprotein (BSP), and collagen 1 (Col 1) in cell grown on MM at 7, 14 and 21 days. Alizarin red S staining at 21 days showed no significant difference. BMMs differentiation increased in M and MM. Actin ring formation assay and gene expression analysis of TRAP showed osteoclast differentiation to be more active on MM. CONCLUSION. Both M and MM have a good effect on osteoblastic cell differentiation, but MM may speed the bone remodeling process by activating on osteoclast differentiation.
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.