Wound healing is delayed in diabetic patients. Increased apoptosis and endothelial progenitor cell (EPC) dysfunction are implicated in delayed diabetic wound healing. Melatonin, a major secretory product of the pineal gland, promotes diabetic wound healing; however, its mechanism of action remains unclear. Here, EPCs were isolated from the bone marrow of mice. Treatment of EPCs with melatonin alleviated advanced glycation end product (AGE)-induced apoptosis and cellular dysfunction. We further examined autophagy flux after melatonin treatment and found increased light chain 3 (LC3) and p62 protein levels in AGE-treated EPCs. However, lysosome-associated membrane protein 2 expression was decreased, indicating that autophagy flux was impaired in EPCs treated with AGEs. We then evaluated autophagy flux after melatonin treatment and found that melatonin increased the LC3 levels, but attenuated the accumulation of p62, suggesting a stimulatory effect of melatonin on autophagy flux. Blockage of autophagy flux by chloroquine partially abolished the protective effects of melatonin, indicating that autophagy flux is involved in the protective effects of melatonin. Furthermore, we found that the AMPK/mTOR signaling pathway is involved in autophagy flux stimulation by melatonin. An in vivo study also illustrated that melatonin treatment ameliorated impaired wound healing in a streptozotocin-induced diabetic wound healing model. Thus, our study shows that melatonin protects EPCs against apoptosis and dysfunction via autophagy flux stimulation and ameliorates impaired wound healing in vivo, providing insight into its mechanism of action in diabetic wound healing.
Park, Sang-Dong;Kim, Kap-Sung;Cho, Hyun-Seok;Lee, Seung-Deok;Kim, Kyung-Ho
Journal of Acupuncture Research
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제23권2호
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pp.91-102
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2006
Objectives : Ulmus davidiana Planch (UD) has long been known to have anti-inflammatory and protective effects on damaged tissue, inflammation and bone among other functions. Methods : This study was undertaken to address whether the water extract of the bark of UD could modulate proliferation of mouse osteoclasts in vitro and to investigate its effect on cyclooxygenase-2 (COX-2), which converts arachidonic acid to prostaglandin E2 (PGE2) and is highly expressed in osteoclasts. Mouse osteoclasts were tested in vitro for growth inhibition, proliferation cell nuclear antigen expression, and COX-2 activity and expression after treatment with UD extract. Results : Its effects were compared with those of indomethacin (a nonselective COX inhibitor) and celecoxib (a selective COX-2 inhibitor) by Cell viability assay, Cell cycle analysis, Immunohistochemical analysis of PCNA expression, Western blot analysis and PGE2 Enzyme immunoassay (EIA). UD demonstrated a strong growth inhibitory action in both tested osteoclasts cells. The IC50s were $10\;{\mu}g/ml$ for UD, $6\;{\mu}M$ for celecoxib and $42\;{\mu}M$ for indomethacin. UD, as well as celecoxib and indomethacin, suppressed proliferation cell nuclear antigen expression and PGE2 synthesis in osteoclasts. UD inhibited COX-2 expression, whereas celecoxib inhibited COX-2 activity directly. Conclusion : UD selectively and effectively inhibits osteoclasts cell growth in vitro. Inhibitory action of PGE2 synthesis via suppression of COX-2 expression may be responsible for its anti-inflammatory activity.
Objective : This study is aimed to evaluate the effects of Evodiae Fructus herbal-acupuncture (EF-HA) at KI10 on osteoporosis induced by ovariectomy in mice. Method : Mice underwent bilateral ovariectomy. After recovering, the ovariectomized (OVX) mice were treated by needle prick, saline injection, herbal acupuncture with Evodiae Fructus (EF-HA) at KI10 for 8 weeks. Result : 1. EF-HA at KI10 significantly inhibited the overgrowth of tibia in ovariectomized mice. 2. NP at KI10 significantly restored the tibial BMD (bone mineral density) in ovariectomized mice. 3. EF-HA at KI10 significantly restored the phosphorus and creatinine levels in ovariectomized mice serum. 4. EF-HA at KI10 significantly restored the tibial Ca and P levels in ovariectomized mice. 5. EF-HA at KI10 significantly reduced the tibial osteoclast-like cells in ovariectomized mice. 6. EF-HA at KI10 significantly inhibited the overgrowth of tibial GPL (growth plate length) in ovariectomized mice. Conclusion : EF-HA at KI10 has protective and therapeutic effect for osteoporosis in ovariectomized mice. Thus, it is suggested that EF-HA can be an useful therapeutics in clinical field after further researches.
Objectives : Eucommiae cortex is reported that it helps bone and skeletal muscle stronger. In case of bone, many report is presented, but reports related to skeletal muscle are rarely existed. So in order to investigate effects of Eucommiae cortex on the skeletal muscle atrophy following stroke, cerebral infarct was induced by the middle cerebral artery occlusion (MCAO) in the rats. Methods : In order to induce MCAO rats, nylon suture was advanced and then blocked middle cerebral artery(MCA). Water extract of Eucommiae cortex was treated for 15 days, once a day orally, after the MCAO. Effects were evaluated with muscle weights, muscle fiber type composition, cross-sectioned area of muscle fibers in soleus and gastrocnemius of the unaffected and affected hind limbs. And MyoD protein expression in gastrocnemius was demonstrated with immunohistochemistry and western blotting. Results : In the affected hind limb of the MCAO rats, muscle weight loss of gastrocnemius and tibialis anterior muscles were attenuated by Eucommiae cortex treatment. In soleus muscle of the affected hind limb of the MCAO rats, increase of type-I fibers and decrease of type-II fibers were induced by Eucommiae cortex treatment. In soleus muscle of the affected hind limb of the MCAO rats, decrease of cross-sectioned areas of type-I fibers was attenuated by Eucommiae cortex treatment. In gastrocnemius muscle of the affected hind limb of the MCAO rats, increase of type-I fibers and decrease of type-II fibers were induced by Eucommiae cortex treatment. In gastrocnemius muscle of the affected hind limb of the MCAO rats, decreases of cross-sectioned areas of type-I and type-II fibers were attenuated by Eucommiae cortex treatment. In gastrocnemius muscle of the affected and unaffected hind limb of the MCAO rats, MyoD expressions were increased by Eucommiae cortex treatment. Conclusions : These results suggest that Eucommiae cortex has a protective effect against muscle atrophy, through the inhibition of the muscle cell apoptosis, following the central nervous system demage.
본 연구팀에서는 방사선으로부터 위장관과 면역 조혈계를 보호하기 위하여 당귀, 천궁, 백작약으로부터 새로운 생약복합물 HIM-I을 개발한 바 있다. 본 연구에서는 방사선 방호뿐 아니라 다양한 생체질환의 예방에 있어 면역조혈기능이 중추적인 역할을 한다는 관점에서, HIM-I로부터 면역조혈 기능을 더욱 증진시킨 생약복합조성물 HemoHIM을 제조하여 그 효능을 검증하였다. HIM-I를 에탄을 침지하여 에탄을 분획(HIM-I-E)과 조다당 분획 (HIM-I-P)을 얻은 후, HIM-I 에 조다당 분획을 첨가하여 HemoHIM을 제조하였다. 이렇게 얻은 HemoHIM, HIM-I 및 각 분획에 대하여 재생조직 및 면역계 방호와 회복촉진 효과를 비교 검증하였다. HemoHIM 과 HIM-I는 시험 관내에서 방사선에 의한 DNA 손상을 유의 적으로 억제하고 수산화 라디칼을 소거하는 효과가 있음이 관찰되었으며, HemoHIM과 HIM-I는 거의 비슷한 활성을 나타내었다. 시험 관내 면역 세포 활성화와 골수세포 성장촉 진 실험에서는 HemoHIM이 HIM-I 비하여 높은 활성을 보였으며, 이는 HIM-I에 비해 높은 조다당 함량에 기인한 것으로 보인다. 감마선 조사 마우스를 이용한 생체 보호효과를 살펴본 결과, HemoHIM은 HIM-I와 비슷한 정도의 소장 움 생존율 증가효과를 보였으나, 내재성 비장 조혈세포집락 형성 시험에서는 HemoHIM은 HIM-I보다 높은 효과를 나타내었다. 또한 방사선조사 마우스에서 HemoHTM의 투여는 방사선 조사후 급격히 감소된 말초 혈액내 백혈구 및 림프구수의 회복을 촉진시키고, 생존율을 증대시키는 효과가 관찰되었다. 이상의 결과들은 생약복합물 HIM-I 조다당 분획을 첨가하여 개발한 새로운 생약복합조성물 HemoHIM이 방사선에 의해 유발된 위 장관 및 면역계 조직의 손상을 감소 시켜 생존을 증가시키는 효과가 있음을 제시하였다. 특히 HemoHIM은 HIM-I와 비교하여 재생조직의 산화적 손상억제 효과는 비슷하게 유지되면서도 면역 조혈세포 방호 및 회복촉진 효과가 높은 것으로 관찰되어 방사선 방호제로서 뿐만 아니라 면역조혈기능 증진제로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
방사선 생체손상의 방어 및 회복에 높은 효과를 나타내는 생약조합을 도출하고자 하였다. 이전의 연구에서 6가지 기존 보기${\cdot}$보혈 한약처방제의 방어효과를 검색하여, 재생조직 방어에는 사물탕 및 보중익기탕이, 조혈계 방어에는 보중익기탕 및 사물탕이 높은 효과를 나타내는 것으로 보고된바 있다. 본 연구에서 기존 6가지 처방제의 면역 세포 활성화 효과를 검색한 결과 모두 높은 효과를 나타내지 않았다. 따라서, 처방제의 구성 생약 각각의 효과검증 결과를 바탕으로 재생조직 방어, 조혈계 방어, 면역조혈계 회복 증진 효과를 동시에 높게 나타내는 새로운 생약조합을 도출하였다. 즉, 당귀, 천궁, 백작약을 동일 무게 비율로 혼합하여 열수 추출한 것을 새로운 생약복합물 HIM-I으로 개발하였으며 그 효과를 검정하였다. 본 생약복합물 HIM-I은 면역 세포 활성화에서는 상기한 한약처방제보다 월등하게 높은 효과를 보였으며, 조혈계 촉진효과도 높은 것으로 나타났다. 또한, 재생조직 및 면역조혈계의 방어 측면에서도 사물탕 및 보중익기탕과 같은 높은 효과를 보였다. 한편, 시험관 내에서 높은 항산화 효과를 나타내는 것으로 보아, 이 항산화 작용이 방사선 손상에 대한 방어효과의 작용기전 중의 하나로 생각되었다. 이상의 결과로 보아, 생약복합물 HIM-I은 재생조직방어, 조혈계 방어, 면역조혈계 회복 증진 효과를 동시에 나타냄으로써 방사선뿐만 아니라 여러 가지 원인으로부터 생체를 방호하고 회복시키는데 유용할 것으로 생각된다.
미더덕껍질(Styela clava tunic, SCT)은 항염증 복합체, 창상필름, 골재생 유도 등을 포함한 다양한 의학적인 치료영역에 이용 되고 있다. 본 연구에서는 미더덕껍질 열수추출물(aqueous extract of Styela clava tunic, AE-SCT)의 $H_2O_2$에 의해 유발된 세포사멸의 보호 효과를 알아보기 위하여 세포 활성도의 변화에 관련된 요인을 측정하였다. 그 결과, AE-SCT는 3.3 mg/g의 플라보노이드와 32.3 mg/g의 페놀화합물을 포함하고 있었으며, HepG2 세포주에 독성을 유발하지 않았다. 또한, $H_2O_2$ 처리 후 AE-SCT를 처리하는 실험에서 AE-SCT는 $H_2O_2$에 의해 유발된 세포사멸을 개선하는 효과를 나타내지 않았다. 그러나, $H_2O_2$ 처리전에 AE-SCT를 사전 처리하는 예방효과 실험에서, 세포생존율은 $H_2O_2$만 처리한 그룹에 비하여 AE-SCT를 처리한 그룹에서 유의적으로 증가하였으며, 특히 AE-SCT를 $50{\mu}g/ml$ 처리한 농도에서 가장 높았다. 또한, FACS분석과 DAPI 염색에서도 사멸 세포의 수는 $H_2O_2$만 처리한 그룹에 비하여 AE-SCT를 처리한 그룹에서 유의적으로 감소하였다. 더불어, $H_2O_2$의 처리에 의해 유도된 Bax/Bcl-2 발현비율은 AE-SCT처리에 의해 농도의존적으로 감소되었다. 이러한 연구 결과는 AE-SCT가 $H_2O_2$에 의해 유발된 세포사멸을 예방하는 우수한 효과를 가지고 있음을 제시하고 있어 향후 다양한 항산화 제품 개발을 위한 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
Purpose: There are two theories about the relationships between facial fractures and cranial injuries. One is that facial bones act as a protective cushion for the brain, and the other is that facial fractures are the marker for increased risk of cranial injury. They have been debated on for many years. The purpose of this study is to identify the relationship between facial fractures and cranial injuries. Methods: A retrospective study was performed on 242 patients with facial fractures. The data were analyzed based on the medical records of the patients: age, gender, cause of injury, Injury Severity Score (ISS), alcohol intake, type of facial fractures, and type of cranial injury. The patients were divided into two groups: facial fractures with cranial injury and facial fractures without cranial injury. We compared the general characteristics between the two groups and evaluated the relationship between each type of facial fracture and each type of cranial injury. Results: Among the 242 patients with facial bone fractures, 96 (39.7%) patients had a combination of facial fractures and cranial injuries. Gender predilection was demonstrated to favor males: the ratio was 3:1. The mean age was $36.51{\pm}19.63$. As to the injury mechanism, traffic accidents (in car, out of car, motorcycle) were statistically significant in the group of facial fractures with cranial injury (p=0.038, p=0.000, p=0.003). The ISS was significant, but alcohol intake was not significant. No significant relationship between facial fractures and skull fractures was found. Only maxilla fractures, zygoma fractures, and cerebral concussion had a significant difference in cranial injury (p=0.039, p=0.025). Conclusion: There is a no correlation between facial fractures and skull fractures, which suggests that the cushion effect is the predominent relationship between facial fractures and cranial injuries.
Reactive oxygen species (ROS) have been implicated in the pathogenesis of various diseases. And vitamin C has shown a protective effect for the tissues. The aim of this study was to evaluate the effects of $H_2O_2$ and ascorbic acid on matrix metalloproteinase-1 (MMP-1), tissue inhibitor of metalloproteinase (TIMP: TIMP-1, TIMP-2), Type 1 collagen, fibronectin, and PDLs22 level in human periodontal ligament fibroblasts (hPDLF) via reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR). hPDLF was obtained from a healthy periodontium and cultured in Dulbecco's modified Eagles's medium plus 10% fetal bone serum. The concentration of ascorbic acid in hPDLF was $50{\mu}g/ml$, and that of $H_2O_2$ in hPDLF was 0.03% and 0.00003%. Ascorbic acid only, $H_2O_2$ only and mixture of ascorbic acid and $H_2O_2$ were applied with hPDLF for 1-, 3-, and 30-min. respectively. The gene expression of MMP-1-, TIMP-1-, TIMP-2-, Type 1 collagen-, fibronectin-, and PDLs22-mRNA in hPDLF was analysed via RT-PCR. The results were as follows; 1. hPDLF in response to 30-min. incubation with 0.03% $H_2O_2$ did not show any gene expression. 2. In all the experimental groups, the gene expression of fibronectin mRNA showed the decreased tendency compared to control. 3. In all the experimental groups, the gene expression of TIMP-1 mRNA showed the tendency similar to control. 4. hPDLF in response to 30-min. incubation with 0.03% $H_2O_2$ and ascorbic acid increased mRNA induction for MMP-1. 5. In all the experimental groups, hPDLF increased mRNA induction for PDLs22, collagen type 1, and TIMP-2 compared to control. Within the limited experiments, $H_2O_2$ and ascorbic acid increased mRNA induction for PDLs22, collagen type 1, TIMP-2 in hPDLF. More research will be needed in order to confirm the relative importance of the different roles of ROS and antioxidants in hPDLF from a periodontal regeneration or repair standpoint.
감국 에탄올 추출물이 $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 MC3T3-E1 조골세포의 증식 및 분화, ROS 생성 및 염증 매개성 cytokine인 TNF-${\alpha}$ 생성 등에 미치는 영향을 분석하였다. $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 감국 에탄올 추출물은 30-100 ${\mu}g/mL$ 농도 범위에서 조골세포의 증식을 유의적으로 증가시켰다. 또한, 감국 에탄올 추출물 200 ${\mu}g/mL$ 농도에서 ALP 활성이 약 1.5배 유의적인 증가를 나타냈다. 그러나 collagen 합성에는 유의적 차이를 보이지 않았다. Mineralization 측정에서는 200 ${\mu}g/mL$ 농도에서 대조군에 비해 유의적 증가를 보였다. $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 감국 에탄올 추출물이 intracellular ROS 생성에 미치는 영향을 측정해본 결과, 30 ${\mu}g/mL$ 농도에서 antioxidant인 trolox 20 ${\mu}M$과 유사한 ROS 생성수준을 나타내어 유사한 항산화 효과를 보였으며, 그 이상의 농도에서는 더 높은 항산화 효과를 나타냈다. $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 조골세포의 collagen 및 ALP의 합성을 억제하고 파골세포로의 분화 증강과 골흡수를 촉진시키는 것으로 알려진 TNF-${\alpha}$ 생성정도를 측정한 결과, 감국 에탄올 추출물 처리에 의해 농도 의존적으로 생성이 감소되었으며, 200 ${\mu}g/mL$ 농도에서 대조군 대비 89% 수준을 나타내어 유의적 차이를 보였다. 이상의 결과를 통해 감국 에탄올 추출물은 $H_2O_2$로 유도된 산화적 스트레스 상황에서 세포 내 ROS 생성과 염증매개 cytokine인 TNF-${\alpha}$ 생성을 감소시킴으로써 조골세포 손상과 활성 감소를 억제하고, 증식과 분화를 촉진시키는 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 감국 에탄올 추출물의 골다공증 예방을 위한 식물성 에스트로젠(phytoestrogen) 및 항산화 소재로의 이용 가능성이 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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