• 제목/요약/키워드: Cell proliferation and growth

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Effects of the immobilization of heparin and rhPDGF-BB to titanium surfaces for the enhancement of osteoblastic functions and anti-inflammation

  • Huh, Jung-Bo;Lee, Jeong-Yo;Lee, Kyung-Lae;Kim, Sung-Eun;Yun, Mi-Jung;Shim, Ji-Suk;Shim, June-Sung;Shin, Sang-Wan
    • The Journal of Advanced Prosthodontics
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    • 제3권3호
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    • pp.152-160
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    • 2011
  • PURPOSE. This study was to investigate the effects of recombinant human platelet-derived growth factor (rhPDGF-BB) and heparin to titanium surfaces for enhancement of osteoblastic functions and inhibition of inflammation activity. MATERIALS AND METHODS. The anodized titanium discs, not coated with any material, were used as a control group. In heparinized-Ti group, dopamine was anchored to the surface of Ti substrates, and coated with heparin. In PDGF-Ti group, rhPDGF-BB was immobilized onto heparinized Ti surface. The surface morphologies were investigated by the scanning electron microscope in each group. The release kinetics of rhPDGF-BB were analyzed, and cytotoxicity tests for each group were conducted. The biocompatibilities were characterized by measuring cell proliferation, alkaline phosphatase activity, and calcium deposition using MG-63 cells. Statistical comparisons were carried out by one-way ANOVA tests. Differences were considered statistically significant at $^*$P<.05 and $^{**}$P<.001. RESULTS. The combination of rhPDGF-BB and heparin stimulated alkaline phosphatase activity and OCN mRNA expression in osteoblastic cells ($^*$P<.05 and $^{**}$P<.001). MG-63 cells grown on PDGF-Ti had significantly higher amounts of calcium deposition than those grown on anodized Ti ($^{**}$ P<.001). Heparinized Ti was more anti-inflammatory compared to anodized Ti, when exposed to lipopolysaccharide using the transcript levels of TNF-${\alpha}$ and IL-6 of proinflammatory cytokine ($^*$P<.05 and $^{**}$P<.001). CONCLUSION. The result of this study demonstrated that the incorporation of rhPDGF-BB and heparin onto Ti surface enhanced osteoblastic functions and inhibited inflammation.

Preparation and Characterization of Small Intestine Submucosa Powder Impregnated Poly(L-lactide) Scaffolds: The Application for Tissue Engineered Bone and Cartilage

  • Khang, Gilson;Rhee, John M.;Shin, Philkyung;Kim, In Young;Lee, Bong;Lee, Sang Jin;Lee, Young Moo;Lee, Hai Bang;Lee, Ilwoo
    • Macromolecular Research
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    • 제10권3호
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    • pp.158-167
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    • 2002
  • In order to endow with new bioactive functionality from small intestine submucosa (SIS) powder as natural source to poly (L-lactide) (PLA) and poly (lactide-co-glycolide) (PLGA) synthetic biodegradable polymer, porous SIS/PLA and SIS/PLGA as natural/synthetic composite scaffolds were prepared by means of the solvent casting/salt leaching methods for the possibility of the application of tissue engineered bone and cartilage. A uniform distribution of good interconnected pores from the surface to core region was observed the pore size of 40~500 ${\mu}{\textrm}{m}$ independent with SIS amount using the solvent casting/salt leaching method. Porosities, specific pore areas as well as pore size distribution also were almost same. After the fabrication of SIS/PLA hybrid scaffolds, the wetting properties was greatly enhanced resulting in more uniform cell seeding and distribution. Five groups as PGA non-woven mesh without glutaraldehyde (GA) treatment, PLA scaffold without or with GA treatment, and SIS/PLA (Code No.3 ; 1 : 12 of salt content, (0.4 : 1 of SIS content, and 144 ${\mu}{\textrm}{m}$ of median pore size) without or with GA treatment were implanted into the back of nude mouse to observe the effect of SIS on the induction of cells proliferation by hematoxylin and eosin, and von Kossa staining for 8 weeks. It was observed that the effect of SIS/PLA scaffolds with GA treatment on bone induction are stronger than PLA scaffolds, that is to say, in the order of PLA/SIS scaffolds with GA treatment > PLA/SIS scaffolds without GA treatment > PGA nonwoven > PLA scaffolds only with GA treatment = PLA scaffolds only without GA treatment for the osteoinduction activity. The possible explanations are (1) many kinds of secreted, circulating, and extracellular matrix-bound growth factors from SIS to significantly affect critical processes of tissue development and differentiation, (2) the exposure of SIS to GA resulted in significantly calcification, and (3) peri-implant fibrosis due to covalent bonding between collagen molecule by crosslinking reaction. In conclusion, it seems that SIS plays an important role for bone induction in SIS/PLA scaffolds for the application of tissue engineering area.

인체 혈구암세포 U937에서 해양해면동물에서 추출된 Pectenotoxin-2에 의한 Apoptosis의 유발에 관한 연구 (Induction of Apoptosis by Pectenotoxin-2 Isolated from Marine Sponges in U937 Human Leukemic Cells)

  • 신동역;강호성;배송자;정지형;최영현
    • 한국해양바이오학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.63-70
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    • 2006
  • 본 연구에서는 U937 인체 백혈병 세포의 증식에 미치는 PTX-2의 영향을 조사한 결과, PTX-2의 처리에 따라 U937 세포는 처리 농도 및 처리 시간 의존적으로 심한 형태적 변형과 함께 증식이 억제되었다. 이러한 PTX-2 처리에 의한 U937 세포의 증식억제는 apoptosis 유발과 관련이 있었으며, 이를 DAPI staining에 의한 apoptotic body 형성, flow cytometry를 이용한 sub-G1 세포 빈도의 정량적 분석을 통하여 확인하였다. 이러한 PTX-2 처리에 의한 U937 세포의 apoptosis 유발은 Bcl-2 family에 속하는 anti-apoptotic 인자인 Bcl-$X_L$의 발현 감소 및 IAPs family에 속하는 유전자들의 선택적 발현 감소와 연관성이 있음을 알 수 있었다. 이상의 결과들은 인체 암세포에서 PTX-2의 항암작용을 이해하는데 중요한 자료가 될 것이고 나아가 PTX-2을 포함한 그와 유사한 항암제 후보물질들의 연구에 있어서 기초 자료로서 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

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착상 및 태반 발달과정에 따른 영양막세포의 역할 (Role of Trophobolast in Implantation and Placenta Development)

  • 김기진
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제37권3호
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    • pp.181-189
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    • 2010
  • 태반 (placenta)은 임신기간 동안에만 존재하는 태아유래 일시적인 기관으로, 모체와 태아간의 정확한 조절 기전을 통해 태아의 발달을 수행하는 중요한 기관이다. 영양막세포 (trophoblast)는 임신 초기 빠른 분열 및 분화 과정을 거쳐 태반을 형성하는 주요 세포이다. 영양막세포의 역할은 초기 배아 착상 시기부터 40주간의 임신기간 동안 태반의 형성 과정에서 다양하게 변화된다. 착상은 모체 자궁내막층으로의 포배의 가장 밖에 존재하는 분화된 영양막세포(예, 합포영양막세포)의 침윤에 의해 이루어진다. 또한, 영양막세포은 임신기간 동안 배아의 성숙과 발달에 필요한 영양분과 노폐물 등을 모체와 태아 양방향으로 적절하게 전달할 뿐 아니라 태반 내에서 침윤과 다양한 물질들의 합성 혹은 분비에 관련된 대사작용에 관여한다. 이 기간 동안 영양막세포의 기능 이상은 태아의 선천적인 기형뿐 아니라 자간전증 등을 포함하는 다양한 산과질환을 유발하기도 한다. 그러므로, 영양막세포는 태반과 태아의 발달에 결정적인 요인으로 작용한다. 본 고찰에서는 다양한 영양막세포들의 기능을 이해하기 위해 분류 및 그 종류별 특징 등을 살펴보고, 착상 단계와 태반 발달에 따른 영양막세포의 고유한 역할에 대해 알아보고 향후 활용될 수 있는 연구 분야에 대해 알아보고자 한다.

약초 음료의 항균효과, 항암효과 및 알레르기 억제효과 검증 (Effects of Beverage Using Herbs on the Antimicrobial, Anticancer and Antiallergy Activities)

  • 박은미;예은주;김수정;김솔아;배만종
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권7호
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    • pp.953-958
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    • 2005
  • 약초 음료인 HC와 PG의 항균효과, 항암효과 및 항알레르기효과에 대해 다음과 같은 결과를 얻었다. 원판확산법을 통해 관찰한 S. aureus와 P. aeruginosa에 대한 저지 효과는 약초 음료 HC에 비해 약초 음료 PG에서 더 크게 나타났으며 S. aureus보다 P aeruginosa에 대한 항균력이 더 강하게 나타났다. 48시간 동안 약초발효 음료의 농도를 달리하여 S. aureus와 P. aeruginosa에 대한 증식 저해 정도를 관찰한 결과 S. aureus에 관한 증식 저해 정도는 약초 음료 HC군의 경우 $5\%$대에서부터 확실한 균 증식 억제 정도를 나타내었으며, 48시간 경과 후에는 $10\%$이상의 첨가군에서 균 증식 저해능이 더욱 커짐을 볼 수 있었다 S. aureus에 관한 약초 음료 PG의 증식 저해능은 24시간 경과 후 $5\%$ 첨가군에서 부터 확실한 균증식 억제능을 보였다. P. aeruginosa에 대한 증식 저해 정도는 약초 음료 HC군의 경우 24시간 경과 후 $10\%$대에서부터 확실한 균증식 억제를 나타내었으며, 약초음료 PG의 증식 저 해능은 24시간 경과 후 $5\%$ 첨가군에서 부터 확실한 균 증식 억제능을 나타내었다. 약초 음료 HC와 약초 음료 PG의 고형암(S-180) 성장 억제에 대한 실험 결과 대조군에 비해 $5\%$ HC군에서는 $62\%,\;10\%$ HC군에서는 $66\%$의 고형암 억제효과를 나타내었고, $5\%$ PG군에서는 $53\%,\;10\%$ PG군에서 는 $61\%$의 고형암 성장 억제효과를 나타내었다. 암세포 성장 저해효과 실험결과 인간 유래 간암세포인 Hep3B에 대해 약초 음료 HC원액은 $24.6\%$,약초 음료 PG원액은 $69.2\%$의 저해율를 보였다. 약초 음료 HC와 약초 음료PG의 히스타민 유리 억제효과를 측정한 결과compound 48/80을 처리하여 유리된 히스타민량에 비해 약초 음료PG는 $46.4\%$, 약초 음료 HC는 $17.9\%$의 히스타민 분비 억제효과를 나타내었다.

커큐민에 의한 노치발현 조절에서 Sp의 역할 (Role of Sp in the Regulation of Notch1 Gene Expression by Curcumin)

  • 박선영;강용규;배윤희;김수륜;박현주;강영순;김미경;위희준;장혜옥;배문경;우재석;배수경
    • KSBB Journal
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    • 제28권1호
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    • pp.1-6
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    • 2013
  • Curcumin has diverse anticancer activities that lead to tumor growth inhibition of cancer cells and induction of apoptosis. Curcumin is involved in the regulation of multiple genes via transcription factors including NF-${\kappa}B$, STATs, AP1, and SP. Notch signaling plays critical roles in maintaining the balance between cell proliferation, differentiation and apoptosis, and thereby may contribute to the development of various cancers involving breast cancer. This study was to investigate the effects of curcumin on Notch1 gene expression and to explore the underlying mechanism. Here, we found that curcumin decreased the levels of Notch1 mRNA and protein in MDA-MB-231 human breast cancer cells, along with the downregulation of Sp family genes (Sp1, Sp2, Sp3, and Sp4). The repressive effect of curcumin on Notch1 gene transcription was confirmed by performing Notch1 promoter-driven reporter assay and three Sp-binding sites were identified on Notch1 promoter that may act as curcumin-respose elements. Moreover, treatment with mitramycin A, a specific Sp inhibitor, decreased the levels of Notch1 mRNA and protein in human breast cancer cells. Taken together, our results indicate that Notch1 gene expression is downregulated by curcumin, at least in part, through the suppression of Sp family, which may lead to apoptosis in human breast cancer cells.

인진쑥 및 녹차 추출물을 이용한 무항생제 닭고기 생산 연구 (Studies for Antibiotic Free Chicken Production Using Water Extracts from Artemisia capillaris and Camellia sinensis)

  • 김동욱;김지혁;강근호;강환구;박성복;박재홍;방한태;김민지;나재천;채현석;최희철;서옥석;김상호;강창원
    • 한국축산식품학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.975-988
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    • 2010
  • 본 연구는 무항생제 닭고기 생산을 위한 성장촉진용 항생제를 대체할 천연생리활성물질 개발을 목표로 실험 1에서는 인진쑥 및 녹차의 추출수율, 총 페놀화합물 함량, 항산화 활성, 항균 활성 및 면역 활성을 in vitro 실험을 통해 구명하는 한편, 실험 2에서는 이들 추출물을 육계에 음수 급여하여 생산성, 조직 및 소장의 변화, 장내 미생물 균총, 혈액 특성 및 비장 cytokines mRNA 발현량에 미치는 영향을 조사하였다. 인진쑥 및 녹차 추출물의 추출수율은 각각 16.8%, 26.5% 이었으며, 총 페놀화합물 함량은 15.28 및 26.74 GE mg/mL이었다. 또한 이들 추출물의 항산화, 항균 활성 및 닭의 splenocyte 증식에 미치는 영향을 조사한 결과, DPPH radical을 50% 감소시키는 농도인 $SC_{50}$은 각각 0.30 mg, 0.06 mg으로 나타냈으며, 유해균 3종(E. coli, S. aureus, S. Typhimurium)에 대해 항균 활성은 인진쑥 추출물이 33.7%, 21.6%, 28.5%, 녹차 추출물이 52.3%, 42.1%, 45.6%의 성장 저해율을 나타냈다. 닭의 splenocyte 증식에도 효과가 나타냈는데, 특히 인진쑥 추출물은 2.5 ${\mu}L$, 5.0 ${\mu}L$ 농도에서 림프구분열촉진인자로 알려진 Echinacea 및 concanavalin A보다 우수한 세포 증식도를 보였다. 실험 1에서 항산화, 항균 및 면역조절효과가 확인된 인진쑥, 녹차 추출물을 육계에 음수 급여한 결과, 인진쑥, 녹차 추출물 처리구가 무항생제 대조구(NC)에 비해 종료체중 및 증체량이 유의하게 증가하였으며(p<0.05), 맹장 내 Salmonella 수에서는 무항생제 대조구(NC)에 비해 유의하게 감소하거나, 감소하는 경향을 나타내었다(p<0.05). 혈액 생화학 조성에 있어서는 인진쑥, 녹차 추출물 처리시 총콜레스테롤, 간 및 신장의 이상 측정 지표인 AST 및 ALT가 대조구에 비해 유의하게 감소하였다(p<0.05). 본 연구를 통해 인진쑥 및 녹차 추출물의 생리활성효과를 구명하였으며, 이들 추출물은 육계 생산성을 향상시키고 유해균의 성장 및 증식을 억제시켜 장내 미생물 균총 안정화에 긍정적인 영향을 미치는 한편, 조직 발달 및 혈액 성상에 부정적인 영향을 미치지 않아 항생제 대체제로서의 이용 가능성을 확인하였다.

오리발 유래 콜라겐 스펀지의 피부재생 효과: In vitro 연구 (Effect of Duck's Feet Derived Collagen Sponge on Skin Regeneration: In Vitro Study)

  • 차세롬;정현기;김수영;김은영;송정은;박찬흠;권순용;강길선
    • 폴리머
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    • 제39권3호
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    • pp.493-498
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    • 2015
  • 피부재생을 위한 생체재료는 염증반응이 최소화되는 안정한 소재로 빠른 피부재생을 돕기 위해 우수한 생체활성과 생체친화성을 가져야 하며, 세포의 부착과 성장을 돕는 미세구조와 다공성이 있어야 한다. 본 연구에서는 새로운 콜라겐 원으로서의 축산부산물인 오리발을 사용하여 콜라겐을 추출하였고 이를 탈미네랄화된 골분demineralized bone powder, DBP), 돼지 소장점막하 조직(small intestinal submucosa, SIS)과 비교하기 위해 스펀지 형태로 제작하였다. 지지체의 물리, 화학적 특징은 SEM, FTIR을 통해 확인하였다. 세포를 파종하여 MTT를 통해 세포의 부착 및 증식률을 측정하였고, 전염증성 사이토카인의 발현도를 보기 위해 RT-PCR을 실시하였다. 또한 항산화 활성능력을 보기 위해 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)를 측정하였다. 그 결과 오리발 콜라겐 지지체가 물리적 특성이 우수하고 생체적합성이며, 상처 치유제로서의 가능성을 보여주었다.

SIS 스폰지와 골수유래줄기세포를 이용한 조직공학적 골분화 유도 (Effects of SIS Sponge and Bone Marrow-Derived Stem Cells on the Osteogenic Differentiation for Tissue Engineered Bone)

  • 박기숙;진채문;윤선중;홍금덕;김순희;김문석;이종문;강길선;이해방
    • 폴리머
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    • 제29권5호
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    • pp.501-507
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    • 2005
  • 소장 점막하 조직(SIS)은 면역반응이 없어 생체재료로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 SIS를 스폰지 형태로 제조하여 1-ethyl-3-(dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride(EDC)를 이용하여 경화시켰으며, SIS 스폰지의 구성 윈소를 알아보기 위해 원소분석(EA)과 에너지 분산 X선 분광계(EDS)를 사용해 분석하였다. 또한 SIS 함량과 EDC의 농도에 따른 섬유아세포의 부착도 및 성장도를 알아보기 위해 methylthiazoletetrazolium,(MTT)을 실시하였다. 이 스폰지에 골수 간엽 줄기세포(BMSCs)를 파종해 4주 동안 조직공학적 골분화를 유도하였다. 골분화 유도를 위해 골분화 배지를 사용했으며, 배지에 따른 BMSCs의 세포 성장도와 alkaline phosphatase(ALP) 활성을 측정해 보았다. 또한 역전사 중합연쇄반응을 통해 골분화 여부를 관찰하였다. SEM 관찰 결과 모든 스폰지에서 균일한 형태의 열린 다공이 형성되었음을 확인할 수 있었다. RT-PCR 결과 4주 동안 골분화 배지를 주었을 때 제 I형 교원질이 발현됨을 확인할 수 있었으며, ALP 결과에서도 골분화 배지에서 ALP활성이 높게 나타남을 볼 수 있었다. 결론적으로 제조한 SIS 스폰지는 조직공학적 담체로써 우수한 특성을 보이고 있었으며, 또한 BMSCs의 골분화 유도에도 좋은 결과를 보임으로써 조직공학적 골 재생에 잠재적인 가능성을 가지고 있음을 확인할 수 있었다.

탈미네랄화된 골분을 이용한 스폰지의 제조 및 특성 분석 (Preparation and Characterization of Sponge Using Demineralized Bone Particle)

  • 장지욱;백미옥;김순희;최진희;양재찬;홍현혜;홍희경;이종문;민병현;강길선
    • 폴리머
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    • 제33권2호
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    • pp.104-110
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    • 2009
  • 탈미네랄화된 골분(DBP)은 생체활성 천연재료로서 골을 형성시키는 유도인자로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 DBP 스폰지를 펩신의 농도와 가교제의 농도에 따라 그 특성을 분석함으로써 조직공학적 지지체로의 응용 가능성을 확인하였다. DBP를 3% 아세트산 용액에 48시간동안 용해시킬 시 0.1, 0.2 및 0.3% 펩신을 첨가하였고, 가교시 1, 5, 10, 50 및 100 mM의 EDC를 적용하였다. 이를 전자주사현미경, 시차주사열량계, 적외선 분광기, 다공도 및 흡수성 실험을 통해 특성분석하였으며 세포의 증식률은 MTT 분석으로 확인하였다. 이러한 결과를 통해 펩신의 농도로는 0.2$\sim$0.3%가, 가교제의 농도는 50$\sim$100 mM에서 물리화학적 특성이 우수한 것으로 판단되었고, 이러한 조건으로 제조된 DBP 스폰지는 조직 공학적 지지체로 유용하게 응용될 수 있을 것이다.