• International Journal of Oral Biology
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• v.32 no.4
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• pp.119-125
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• 2007

Dlx3 is a homeodomain protein and is known to play a role in development and differentiation of many tissues. Deletion of four base pairs in DLX3 (NT3198) is causally related to tricho-dento-osseous (TDO) syndrome (OMIM #190320), a genetic disorder manifested by taurodontism, hair abnormalities, and increased bone density in the cranium. The molecular mechanisms that explain the phenotypic characteristics of TDO syndrome have not been clearly determined. In this study, we examined phenotypic characteristics of wild type DLX3(wtDlx3) and 4-BP DEL DLX3 (TDO mtDlx3) in C2C12 cells. To investigate how wtDlx3 and TDO mtDlx3 differentially regulate osteoblastic differentiation, reporter assays were performed by using luciferase reporters containing the promoters of alkaline phosphatase, bone sialoprotein or osteocalcin. Both wtDlx3 and TDO mtDlx3 enhanced significantly all the reporter activities but the effect of mtDlx3 was much weaker than that of wtDlx3. In spite of these differences in reporter activity, electrophoretic mobility shift assay showed that both wtDlx3 and TDO mtDlx3 formed similar amounts of DNA binding complexes with Dlx3 binding consensus sequence or with ALP promoter oligonucleotide bearing the Dlx3 binding core sequence. TDO mtDlx3 exhibits a longer half-life than wtDlx3 and it corresponds to PESTfind analysis result showing that potential PEST sequence was missed in carboxy terminal of TDO mtDlx3. In addition, co-immunoprecipitation demonstrated that TDO mtDlx3 binds to Msx2 more strongly than wtDlx3. Taken together, though TDO mtDlx3 acted as a weaker transcriptional activator than wtDlx3 in osteoblastic cells, there is possibility that during in vivo osteoblast differentiation TDO mtDlx3 may antagonize transcriptional repressor activity of Msx2 more effectively and for longer period than wtDlx3, resulting in enhancement of osteoblast differentiation.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• v.34 no.2
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• pp.269-279
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• 2004

백악질 세포의 분리 및 배양방법을 확립하고, 이를 이용하여 백악질 세포의 형질특성을 알아보고자 하였다. 교정목적으로 발거된 소구치를 이용하여, 치은섬유아세포, 치주인대 세포 및 백악질 유래세포를 분리, 배양하였다. 백악질 유래 세포 배양시에는 백악질을 절제한 후 Collagenase P를 이용하여 백악질 유래 세포 외의 다른 세포의 개제를 배제하였고, 기질을 분해하여 세포의 분리 및 배양이 용이하도록 하였다. 분리 및 배양시기의 세포의 형태를 광화현미정을 이용하여 관찰하였다. 조골세포의 특성을 가지는 SaOs-2 세포를 대조군으로 이용하여 분리 및 배양된 세포군들을 동일한 조건으로 배양하였다. 3일 및 7일째에 세포증식도를 측정하였고 7일째에 ALPase 효소 활성도를 측정하였다. 각 세포의 형질 특성을 알아보기 위해 RT-PCR을 실시하여 조골세포 분화 표식자와 연관된 osteopontin(OPN), Alkaline phosphatase(ALP), type I collagen(COL-I), Bone sialoprotein(BSP), BMP-2 및 osteocalcin(OC)의 발현을 비교 관찰하였다. 백악질 유래 세포의 분리 및 배양을 시도한 5명의 치아 중에서 3명의 치아에서 세포군을 배양해 낼 수 있었다. 배양한 백악질 유래 세포는 섬유아세포와 유사한 형태와 증식을 보였다. ALPase 효소 활성도 검사 결과 백악질 유래 세포는 SaOs-2 세포보다 낮은 활성도를 나타내었으며, 배양된 세포의 RT-PCR 결과 백악질 유래 세포군에서는 ALPase의 발현이 나타나지 않았고, 다른 조골세포 표식자의 발현도 낮게 나타났다. 이는 백악질 유래 세포가 조골세포 및 다른 대조군의 세포와는 다른 형질 특성을 가지고 있다는 것을 시사한다. 이상의 관찰결과로 사람의 백악질 유래 세포롤 백악질의 절제 및 효소처리 방법으로 효과적인 분리 및 배양이 가능하며, 이는 향후 백악질 세포의 형질 특성 및 백악질 형성의 분자적 기전을 파악하는 중요한 연구자료로 활용 될 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• v.36 no.4
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• pp.849-861
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• 2006

타이타늄은 기계적 특성이 우수하고 생체적합성이 뛰어나 의료용 장비의 주 재료로 사용되고 있으며 타이타늄 보다 기계적 특성이 더 우수한 타이타늄 합금들(주로 Ti-6Al-4V와 Ti-6Al-7Nb 합금)도 개발되어 치과와 의료용 임플란트로 사용되고 있다. 그러나 타이타늄 합금 성분들 중 알루미늄 (aluminum)과 바나디움(vanadium)은 인체에 노출되면 세포손상과 신경계에 문제를 일으킬 수 있다. 따라서 인체에 독성이 없으면서 기계적 성질과 생체적합성이 우수한 타이타늄 합금의 개발이 필요하다. 최근 인체에 독성이 없는 성분들이 함유된 새로운 ${\beta}$ - 형태의 타이타늄 합금들이 개발되고 있는데, ${\beta}$ - 타이타늄 합금은 그 기계적 성질이 기존의 ${\alpha}+{\beta}$ 타이타늄 합금에 비해 우수하다고 알려져 있다. 최근 새로운 ${\beta}$ - 타이타늄 합금이 전남대학교 부설 타이타늄 연구소에서 개발되었다. 이 연구는 새로 개발된 ${\beta}$ - 타이타늄 합금의 생채 적합성을 세포 증식도, 알카리 인산 분해 효소 활성과 유전자 증폭을 통해 알아보고자 하였다. 그 결과는 다음과 같다; 1. Titanium-6aluminum-4vanadium (Ti-6Al-4V) 합금 표면애서의 세포 증식율은 Titanium-Titanium8Tantalum-3Niobium (Ti-8Ta-3Nb) 합금과 순수 타이타늄 표면에 비해 유의하게 낮았다(p<0.00l). Ti-8Ta-3Nb 합금 표면에서의 증식도는 순수 타이타늄 표면과 유사하였다. 2. Ti-8Ta-3Nb 합금과 순수 타이타늄에서 배양된 세포이 알카리 인산 분해 효소의 활성도는 Ti-6Al-4V 합금에서의 것보다 유의하게 높았다 (p<0.001). 3. 유전자 증폭 분석 결과, Ti-8Ta-3Nb 합금과 순수 타이타늄에서 collagen type I과 bone sialoprotein mRNA 가 유사한 수준으로 발현되었다. 이상의 결과는 생체 적합성 측면에서 Ti-8Ta-3Nb 합금과 순수 타이타늄의 차이가 없음을 보여주며 따라서 Ti-8Ta-3Nb 합금이 의학 및 치의학 영역에서 새로운 임프란트 재료로 사용될 수 있음을 의미한다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• v.36 no.2
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• pp.385-396
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• 2006

For the regeneration of periodontal tissues, the microenvironment for new attachment of connective tissue fibers should be provided, At this point of view, cementum formation in root surface plays a key role for this new attachment. This study was performed to figure out which factor promotes differentiation of cementoblast Considering anatomical structure of tooth, we selected the cells which may affect the differentiation of cementoblast - Ameloblast, OD11&MDPC23 for odontoblasts, NIH3T3 for fibroblsts and MG63 for osteoblasts. And OCCM30 was selected for cementoblast cell line. Then, the cell lines were cultured respectively and transferred the conditioned media to OCCM30. To evaluate the result, Alizarin red S stain was proceeded for evaluation of mineralization. The subjected mRNA genes are bone sialoprotein(BSP), alkaline phosphate(ALP) , osteocalcin(OC), type I collagen(Col I), osteonectin(SPARC ; secreted protein acidic and rich in cysteine). Expression of the gene were analysed by RT-PCR, The results were as follows: 1. For alizarin red S staining, control OCCM30 didn't show any mineralized red nodules until 14 days. But red nodules started to appear from about 4 days in MDPC-OCCM30 & OD11-OCCM30. 2. For results of RT-PCR, ESP mRNAs of control-OCCM30 and others were expressed from 14 days, but in MDPC23-OCCM30 & OD11-OCCM30 from 4 days. Like this, the gene expression of MDPC23-OCCM30 & OD11-OCCM30 were detected much earlier than others. 3. For confirmation of odontoblast effect on cementoblast, conditioned media of osteoblasts(MG63) which is mineralized by producing matrix vesicles didn't affect on the mineralized nodule formation of cementoblasts(OCCM30). This suggest the possibility that cementoblast mineralization is regulated by specific factor in dentin matrix protein rather than matrix vesicles. Therefore, we proved that the dentin/odontoblast promotes differentiation/mineralization of cementoblasts. This new approach might hole promise as diverse possibilities for the regeneration of tissues after periodontal disease.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• v.31 no.4
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• pp.833-846
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• 2001

Recently, use of natural medicine is getting more attention, and some of them are believed to be effective in　the treatment of periodontitis. Among them, the seeds of safflower(Carthamus tinctrorius L.) have been proven to be effective through its use in bone diseases such as fracture and osteoporosis. During the last few years, studies using the seeds of safflower gown in Korea have been active, and it has been reported that safflower seed extract increase the proliferation and the alkaline phosphatase(ALP) activity of human periodontal ligament fibroblast(hPDLF), osteoblast, and that they promote the mineralization process. In animal studies, when safflower seed extract were administered orally new bone formation was promoted. Recently, in an effort to find out the most effective osteogenic components, among many components of the safflower seed, various safflower seed fraction extracts were obtained by multistep extraction of the safflower components using various solvents. Among these, saf-M-W fraction extracted by methanol and water was most effective in increasing osteogenic potential of osteoblasts. In this study, the effect of safflower seed fraction extract, saf-M-W, on the growth and differentiation of hPDLF and MC3T3-E1 cell was investigated. The toxicity of saf-M-W on both cells was measured using M'IT(3-(4,5dimethylthiazol-2-y1)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide) test, and ALP activity was measured using the colorimetric assay of hPDLF. In addition, in MC3T3-El cells, the expression of ALP, bone sialoprotein(BSP) mRNA was observed using Northern blot, and the mineralized nodule formation Was observed using von Kossa stain and phase-contrast microscope. 1. In concentrations below $10{\mu}g/ml$, saf-M-W didn't show any toxicity on hPDLF and MC3T3-El cell. 2. The change in saf-M-W concentration had no effect on the ALP activity of hPDLF. 3. In MC3T-E1 cells, mRNA expressions of ALP and BSP were greater in the experimental group treated with $10{\mu}g/ml$ concentration of saf-M-W compared with the control group. 4. In MC3T3-El cells, abundance of mineralized nodules were formed in the experimental group treated with $10{\mu}g/ml$ Concentration of saf-M-W, while no mineralized nodule was formed in the control group. These results suggest that safflower seed fraction extract, saf-M-W. didn't show any toxicity on hPDLF and MC3T3-E1 cell at concentrations below $10{\mu}g/ml$ and effectively enhanced the differentiation and osteogenic potential of MC3T3-El cell.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• v.35 no.2
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• pp.321-333
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• 2005

1. 목적 in vitro 상에서 법랑기질유도체가 치주인대섬유아세포, 불멸화 조골세포와 백악질 유래세포의 증식과 유전자 발현에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 2. 연구방법 및 재료 <세포증식 연구> 교정을 목적으로 발거한 치아에서 분리, 배양한 치주인대섬유아세포와 백악질유래세포, 그리고 $SaOs_2$ 세포를 이용하였다. 법랑기질유도체가 세포 증식에 미치는 영향을 알아보기 위해, 35 mm Petri dish에 dish 당 $5{\times}10^3$ 개의 세포를 접종하였다. 대조군은 1% 항생제와 10% FBS를 포함한 DMEM 배지를 이용했고, 5mM 초산을 첨가한 군과 첨가하지 않은 두 개의 대조군이 이용되었다. 실험군은 100 ${\mu}g/ml$의 법랑기질유도제를 첨가한 군과 100 ${\mu}g/ml$의 법랑기질유도체와 5 mM의 초산을 첨가한 2개의 실험군이 이용되었다. 각 군은 세 개의 배양접시에 행해졌고, 1, 3, 8일에 세포의 수를 각각 측정하였다. 결과는 repeated measures ANOVA로 통계 처리하였다. <유전자 발현 연구> 각 세포의 형질 특성을 알아보기 위해 RT-PCR을 실시하여 조골세포 분화 표식자와 연관된 Human collagen type I(COL I), human osteopontin(OP), human osteocalcin(OC), human alkaline phosphatase(ALP)와 human bone sialoprotein(BSP)의 mRNA 발현을 실험 1, 3, 8일에 걸쳐, 세 군의 차이를 비교 관찰하였다. 3. 결과 <세포증식 연구> 치주인대세포와 백악질유래세포, 그리고 $SaOs_2$ 세포의 증식은 법랑기질유도체에 의해 영향을 받지 않았다. 대조군과 초산이 포함된 대조군 그리고 법랑기질유도체와 초산이 포함된 실험군에서 유의할 만한 세포 수의 차이가 실험 기간 1, 3, 8일에 걸쳐 나타나지 않았다(p<0.05). <유전자 발현 연구> ALP와 COL I은 세 군의 세포에서 모두 발현되었고, 발현 정도는 EMD에 영향을 받지 않았다. OC은 세 군에서 모두 비교적 약하게 발현되었고, 특히 $SaOs_2$ cell과 백악질유래세포에서 약하게 발현되었다. EMD는 OC의 발현정도를 약하게 하였다. OP은 백악질유래세포에서 1, 3, 8일에 걸쳐 EMD 유무에 관련 없이 발현되지 않았다. 그러나 치주인대세포와 $SaOs_2$ cell에서는 강하게 발현되었다. BSP는 치주인대세포와 $SaOs_2$ cell에서 1, 3, 8일에 걸쳐 비교적 고르게 발현되었다. EMD 배지에서 배양된 백악질유래세포는 8일에는 BSP가 발현되지 않았다. 4 결론 이번 실험 결과에 의하면 법랑기질유도체는 치주인대세포, 불멸화 조골세포와 백악질 유래세포의 증식에 있어 유의성 있는 효과를 나타내지 않았다. 그러나, 유전자 발현에 있어서는, 치주인대세포와 백악질유래세포, 그리고 $SaOs_2$ 세포 모두에서 OC mRNA의 발현을 억제하는 효과를 나타내었다. EMD는 세포의 증식에는 영향을 미치지 않지만, 유전자 발현에 있어 일부 영향을 미치는 것으로 보인다. 법랑기질유도체가 세포의 증식과 유전자 발현에 미치는 영향은 배양된 세포의 형질특성, 배양환경, 배양일수 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 법랑기질유도체가 in vitro 상에서 세포에 미치는 영향은 보다 정량화된 연구가 필요하다.