• 제목/요약/키워드: Collagen Synthesis

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Development of Serum-Free Media for Primary Culture of Human Articular Chondrocytes

  • CHOI YONG SOO;LIM SANG MIN;LEE CHANG WOO;KIM DONG-IL
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제15권6호
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    • pp.1299-1303
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    • 2005
  • Human articular chondrocytes (HAC) were cultivated as a monolayer in a serum-free medium for primary culture (SFM-P). An optimized SFM-P provides $95\%$ proliferation rate of that obtainable from primary and secondary chondrocyte cultures grown in a control medium with serum. The gradual decrease in the amounts of synthesized glycosaminoglycan and type II collagen was improved by coating the culture dishes with type IV collagen and fibronectin. A significant improvement in the expression of type II collagen and aggrecan mRNA could be achieved. In addition, the monolayer cultures showed better synthesis of the extracellular matrices than alginate-bead cultures in SFM-P.

In Vitro and In Vivo Bone-Forming Effect of a Low-Molecular-Weight Collagen Peptide

  • Jae Min Hwang;Mun-Hoe Lee;Yuri Kwon;Hee-Chul Chung;Do-Un Kim;Jin-Hee Lee
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제34권2호
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    • pp.415-424
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    • 2024
  • This study reveals that low-molecular-weight collagen peptide (LMWCP) can stimulate the differentiation and the mineralization of MC3T3-E1 cells in vitro and attenuate the bone remodeling process in ovariectomized (OVX) Sprague-Dawley rats in vivo. Moreover, the assessed LMWCP increased the activity of alkaline phosphatase (ALP), synthesis of collagen, and mineralization in MC3T3-E1 cells. Additionally, mRNA levels of bone metabolism-related factors such as the collagen type I alpha 1 chain, osteocalcin (OCN), osterix, bone sialoprotein, and the Runt family-associated transcription factor 2 were increased in cells treated with 1,000 ㎍/ml of LMWCP. Furthermore, we demonstrated that critical bone morphometric parameters exhibited significant differences between the LMWCP (400 mg/kg)-receiving and vehicle-treated rat groups. Moreover, the expression of type I collagen and the activity of ALP were found to be higher in both the femur and lumbar vertebrae of OVX rats treated with LMWCP. Finally, the administration of LMWCP managed to alleviate osteogenic parameters such as the ALP activity and the levels of the bone alkaline phosphatase, the OCN, and the procollagen type 1 N-terminal propeptide in OVX rats. Thus, our findings suggest that LMWCP is a promising candidate for the development of food-based prevention strategies against osteoporosis.

2-Deoxy-D-glucose Regulates Dedifferentiation but not Cyclooxygenase-2 Expression through Reorganization of Actin Cytoskeletal Architecture in Rabbit Articular Chondrocytes

  • Yu, Seon-Mi;Kim, Song-Ja
    • 대한의생명과학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.113-118
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    • 2009
  • Actin cytoskeletal architecture is believed to be a crucially important modulator of chondrocyte phenotype. 2DG(2-Dexoy-D-glucose) induces reorganization of actin cytoskeletal architecture in chondrocytes. In this study, we have investigated the effects of 2DG on dedifferentiation and inflammation via reorganization of cytoskeletal architecture in rabbit articular chondrocytes, with a focus on p38 kinase pathway. Treatment of 2DG alone reduced type II collagen and COX-2 expression in chondrocytes. But, 2DG reduced type II collagen was recovered by CD, disruptor of actin cytoskeletal architecture, whereas did not affect on COX-2 expression and production of $PGE_2$ compared with 2DG alone treated cells. Treatment of 2DG with JAS, inducer of cytoskeletal architecture polymerization, accelerated reduction of type II collagen expression and synthesis of proteoglycan but did not affect on COX-2 expression and production of $PGE_2$. Also, 2DG stimulated activation of p38 kinase. This result showed that 2DG regulates type II collagen but not cyclooxygenase-2 expression through reorganization of cytoskeletal architecture via p38 kinase pathway in rabbit articular chondrocytes.

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A novel L-ascorbic acid and peptide conjugate with increased stability and collagen biosynthesis

  • Choi, Ho-Il;Park, Jong-Il;Kim, Heung-Jae;Kim, Dong-Won;Kim, Soung-Soo
    • BMB Reports
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    • 제42권11호
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    • pp.743-746
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    • 2009
  • L-ascorbic acid (Vitamin C) and peptide are both useful compounds for collagen biosynthesis in cosmeceuticals (cosmetic and pharmaceutical fields). The instability of these compounds, however, limit their application in these industries. In this report, we describe the development of a novel compound, Stabilized Ascorbyl Pentapeptide (SAP), which physically is much more stable than L-ascorbic acid in water. The inhibitory effects of this SAP compound on tyrosinase and melanin synthesis is comparable to that of L-ascorbic acid. Importantly, the SAP compound displays no cytotoxicity at a high concentration (5 mM). The ability of SAP to promote collagen biosynthesis is greater than that of L-ascorbic acid or the KTTKS peptide alone. Considering the in vitro stability and functional effects, our data strongly suggest that the SAP compound is a good candidate not only as a cosmetic ingredient, but also as a wound healing agent.

시엽(Persimmon Leaves) 에탄올 추출물의 항산화와 항주름 효과 (Antioxidant and Antiwrinkle Effects of Persimmon Leaves extract)

  • 김성희;김동희;위혜연;이진태;장영아
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.534-546
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    • 2023
  • 본 연구에서는 시엽의 기능성 화장품 소재로서의 활용 가능성을 평가하기 위해 항산화와 인간섬유아세포인 CCD-986sk 세포에서의 항주름 효과를 알아보았다. 전자공여능 측정, ABTS+ radical 소거능 측정을 통해 항산화 활성을 확인한 결과, 시엽은 1,000 ㎍/ml 농도에서 대조군인 ascorbic acid와 농도 의존적으로 유사한 항산화 활성을 보였다. Elastase 저해 활성 측정, Collagenase 저해 활성 측정을 통해 항주름 효과를 확인한 결과, 시엽은 1,000 ㎍/ml 농도에서 대조군인 epigallocatechin gallate와 농도 의존적으로 유사한 항주름 효과를 나타내었다. UVB로 유도된 CCD-986sk 세포 내 pro-collagen type I의 합성률과 MMP-1의 저해률을 측정한 결과 대조군인 EGCG는 20 ㎍/ml에서 90.2%, 시엽은 30 ㎍/ml에서 88.5%의 pro-collagen 합성률을 보였다. 또한 EGCG 20 ㎍/ml와 시엽 30 ㎍/ml에서 각각 33.0%, 40.8%의 MMP-1 저해율을 확인하였다. Western blot을 통하여 시엽의 pro-collagen type I과 MMP-1의 단백질 발현량을 측정한 결과 UVB 단독군 대비 시엽을 함께 처리했을 때 pro-collagen type I의 단백질 발현량이 증가하고 MMP-1의 단백질 발현량이 감소하는 것을 확인하였다. 위 실험결과에 따라 시엽이 UVB 자극에 의한 광노화를 예방하고 항산화, 항주름 효과가 있음을 확인하여 화장품의 천연물 소재로서의 이용이 기대된다.

적송잎 추출물이 조골세포의 collagen 합성에 미치는 영향 (Effect of Pine (Pinus densiflora) Needle Extracts on Synthesis of Collagen in Osteoblastic MC3T3-E1 Cells)

  • 전민희;김영경;박용수;황현정;김성구;이상현;최인순;김미향
    • 생명과학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.607-613
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    • 2010
  • 솔잎은 항산화력이 우수한 것으로 알려져 있으며, mouse calvaria 유래의 MC3T3-E1 osteoblastic cell은 골세포의 세포 활성과 관련된 연구에서 유용하게 이용되어왔다. 따라서 본 연구에서는 MC3T3-E1 세포를 이용하여 적송잎 용매별 추출물이 세포 증식에 미치는 영향과 ALP 활성 및 조골세포의 골 형성을 위한 필수 인자인 콜라겐 합성의 영향에 대해 검토하였다. 적송잎 추출물의 농도(1, 10 50, $100\;{\mu}g/ml$)에 따른 조골세포 성장에 미치는 영향을 MTT assay로 분석한 결과, proanthocyanidin의 경우 $50\;{\mu}g/ml$ 이상 첨가한 군에서 대조군보다 급격한 증식률을 나타내었다. 에탄올 추출물을 첨가하였을 때 유의적인 증식률이 나타나지 않은 반면, 적송잎 헥산 추출물 처리군에 있어서는 $10\;{\mu}g/ml$ 농도 이상에서 유의적으로 세포증식이 촉진되었다. 적송잎 추출물이 ALP 활성에 미치는 영향을 조사한 결과, 적송잎 추출물이 조골세포의 ALP의 활성을 증가시켜 조골세포의 분화에 영향을 줄 가능성이 제시 되었다. 또한 적송잎의 열수 및 에탄올 추출물보다 헥산 추출물에서 조골세포의 ALP 활성이 증가하여 적송잎의 ALP 활성에 영향을 주는 성분은 수용성 성분보다 지용성 성분인 것으로 추측되었다. 적송잎 추출물이 조골세포의 콜라겐 합성에 미치는 실험결과에서 헥산 추출물뿐만 아니라 열수 추출물에서도 높은 콜라겐 합성능력을 나타내었다. 따라서 단일성분에 의한 것보다 복합적 성분들의 상승작용에 의해 조골세포의 콜라겐 합성이 촉진된 것으로 추측할 수 있다. 적송잎 추출물이 조골세포의 증식, ALP 활성 및 콜라겐 합성을 촉진하여 골 생성에 영향을 줄 수 있는 것이 확인되었으며, 그에 대한 구체적인 기작 연구를 위하여 향후 분자생물학적인 차원에서의 in vitro 및 in vivo 실험을 통한 구체적인 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.

모링가 뿌리 추출물에 대한 신장섬유화 억제 효과 (Anti-Fibrotic Effects by Moringa Root Extract in Rat Kidney Fibroblast)

  • 박수현;장영채
    • 생명과학회지
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    • 제22권10호
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    • pp.1371-1377
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    • 2012
  • 신장섬유화는 내 외부적인 요인들에 의해 발생하며, 그 요인들에 의해 염증이 생기고 지속적인 손상이 일어날 경우 신기능의 상실이 유발된다. 또한 신장섬유화는 세포 외 기질의 과다축적, TGF-${\beta}$나, TNF-${\alpha}$, IL-1과 같은 사이 토카인에 의해 발생하며, TGF-${\beta}$는 신장 섬유화의 과정과 Type I collagen과 fibronectin, PAI-1을 포함한 섬유화 관련 인자들의 발현 유도에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 TGF-${\beta}$를 처리한 신장섬유화 유도 모델에서 Moringa oleifera Lam 추출물에 대한 섬유화 관련 인자들의 영향을 확인하였다. 실험 결과 TGF-${\beta}$로 유도된 신장 섬유화 세포에서 모링가 추출물이 fibronectin, Type I collagen과 PAI-1의 단백질 및 mRNA 발현을 저해하였으며, 모링가 추출물 중 모링가 뿌리추출물이 가장 영향이 있는 것으로 확인 되었다. 모링가 뿌리추출물이 어떠한 기전을 통하여 섬유화 관련 인자들의 발현을 조절하는지 알아보기 위한 TGF-${\beta}$로 유도된 $T{\beta}RII$ 및 그 하위 기전의 인산화 정도를 확인한 실험에서 모링가 뿌리추출물이 TGF-${\beta}$로 유도된 $T{\beta}RII$과 그 하위기전의 Smad4, ERK의 인산화를 저해하였다. 그러나 TGF-${\beta}$에 의해 유도된 JNK와 p38, PI3K/AKT의 인산화에는 영향이 없었다. 따라서 모링가 뿌리추출물이 TGF-${\beta}$로 유도된 신장 섬유아세포에서 $T{\beta}RII$와 그 하위 기전인 Smad4, ERK를 통해서 Type I collagen 과 fibronectin, PAI-1의 발현을 조절하여 섬유화를 저해 한다는 것을 예상할 수 있다. 결론적으로 모링가 뿌리추출물이 섬유화 치료 및 완화에 좋은 물질이 될 수 있을 것으로 생각된다.

Electrical Stimulation Induces the Collagen Deposition and TGF-${\beta}$1 mRNA Expression in Skin Wound of Rat

  • Lee, Jae-Hyoung;Park, Chan-Eui;Park, Rae-Joon
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제22권3호
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    • pp.87-92
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    • 2010
  • Purpose: The purpose of this study was to investigate the effect of electrical stimulation (ES) on the wound closure rate, collagen deposition, and TGF-${\beta}$1 mRNA expression in skin wound of rat. Methods: Twenty male Sprague-Dawley rats (222~271 g) were randomly divided into ES (n=10) and control group (n=10). The ES group received a cathodal stimulation with 50 V at 100 pps for 30 minutes for 7 days, while the control group was not given electrical stimulation. The wound closure rate, collagen density and TGF-${\beta}$1 mRNA ratio were measured. Results: The mean wound closure rates in the ES and control groups were $83.79{\pm}16.35$% and $51.57{\pm}17.76$%, respectively (p<0.001). The collagen density in the ES and control groups were $46.67{\pm}10.68$% and $25.03{\pm}13.09$%, respectively (p<0.001). The TGF-${\beta}$1 mRNA ratio in the ES and control groups were $1.35{\pm}0.60$ and $0.63{\pm}0.30$, respectively at 6 hours post-wound (p<0.01) and $1.69{\pm}0.47$ and $1.32{\pm}0.28$, respectively, at 7 days post-wound (p<0.05). Conclusions: ES accelerated the wound closure rate of skin incision wounds and was accompanied by an increase in collagen deposition in the regenerating dermis. In addition, ES increased TGF-${\beta}$1 mRNA expression during wound healing process. These findings suggest that ES may activate TGF-${\beta}$1 expression, and may increase synthesis activities of fibroblasts in regenerating skin wounds in rats.