Systemic sclerosis is an autoimmune disease characterized by inflammatory reactions and fibrosis. Myofibroblasts are considered therapeutic targets for preventing and reversing the pathogenesis of fibrosis in systemic sclerosis. Although the mechanisms that differentiate into myofibroblasts are diverse, transforming growth factor β (TGF-β) is known to be a key mediator of fibrosis in systemic sclerosis. This study investigated the effects of extracellular vesicles derived from human adipose stem cells (ASC-EVs) in an in vivo systemic sclerosis model and in vitro TGF-β1-induced dermal fibroblasts. The therapeutic effects of ASC-EVs on the in vivo systemic sclerosis model were evaluated based on dermal thickness and the number of α-smooth muscle actin (α-SMA)-expressing cells using hematoxylin and eosin staining and immunohistochemistry. Administration of ASC-EVs decreased both the dermal thickness and α-SMA expressing cell number as well as the mRNA levels of fibrotic genes, such as Acta2, Ccn2, Col1a1 and Comp. Additionally, we discovered that ASC-EVs can decrease the expression of α-SMA and CTGF and suppress the TGF-β pathway by inhibiting the activation of SMAD2 in dermal fibroblasts induced by TGF-β1. Finally, TGF-β1-induced dermal fibroblasts underwent selective death through ASC-EVs treatment. These results indicate that ASC-EVs could provide a therapeutic approach for preventing and reversing systemic sclerosis.
Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea
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v.29
no.2
s.43
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pp.105-130
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2003
Human skin equivalents, also designated as cultured skin substitute (Boyce and Warden, 2002) or organotypic co-cultures (Maas-Szabowski et al., 1999, 2000, 2003), are three-dimensional systems that are engineered by seeding fibroblasts into a three-dimensional dermal matrix. Such a dermal equivalent is then subsequently seeded with human keratinocytes. After cell attachment, the culture is kept first under submerged condition to allow keratinocyte proliferation. Thereafter, the culture is lifted the air-liquid interface (A/L) to expose the epidermal compartment to the air, and to further induce keratinocyte differentiation. During the air-exposure, nutrients from the medium will diffuse through the underlying dermal substrate towards the epidermal compartment and support keratinocyte proliferation and differentiation. Under these conditions, a HSE is formed that shows high similarity with the native tissue from which it was derived (Figure 1) (Bell et at., 1981; Boyce et al., 1988; Ponec et al., 1997;El Ghalbzouri et al.., 2002).
The effect of silver sulfadiazine (SSD) on the proliferation of human dermal fibroblast (HDF) was studied to determine the impact of the drug on the wound healing process and dermal mechanical strength. Human dermal fibroblasts were cultured to 80% confluency using DMEM with 10% FBS and viability of the cell was estimated using neutral red assay. In addition, the $2^{nd}$ degree burn wound was prepared on the anterior part of rabbit ear skin and dressings containing SSD were applied for 96 h. Presence of inflammatory cells and degree of re-epithelialization were investigated in the wound. After 15 day of the induction of burn wounds, the treated area was excised and dermal mechanical strength was quantitatively measured with a constant speed tensiometer. SSD was found to be highly cyto-toxic in cultured HDF cells. The topical application of SSD (2%) could control the infection as evidenced by the lack of accumulation of inflammatory cells in histological evaluation. Therefore, these observations suggested that the impairment of dermal regeneration and decreased mechanical strength of dermal tissue was resulted from the cyto-toxic effect of SSD on dermal cells. Since the decreased mechanical strength may lead to reduction in resilience, toughness and maximum extension of the tissue, the identification of optimum dose for SSD that limits infection while minimizes the cyto-toxic effect may be clinically relevant.
It was assumed that the effect of estrogen on wound healing would be variable according to patient's gender and age since estrogen is a sex steroid. This study was designed to determine the variability of the effect of estrogen on proliferation of human dermal fibroblasts and collagen synthesis which are most important in wound healing considering patient's gender and age. Fibroblasts were isolated from the dermis of female patients in premenstrual, menstrual, or postmenopausal age group and that of male patients. The isolated fibroblasts were cultivated in the presence of estrogen($1.0{\mu}g/ml$). The cells were seeded at $5.0{\times}10^3cell/well$ in Dulbecco's Modified Eagle's Medium/Ham's F-12 nutrient including 5% fetal bovine serum in 96-well plates. The cells were incubated for 3 days. For fibroblast proliferation MTT assay method was used. To measure the production of collagen, the collagen type I carboxy- terminal propeptide enzyme immunoassay was carried out. Estrogen stimulated the proliferation of fibroblasts in female patients, but not in male patients. The greatest cell proliferation and collagen synthesis was seen at women in menstrual and postmenopausal age. These results demonstrated that effects of estrogen on dermal fibroblast proliferation and collagen synthesis were variable with gender and age.
Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea
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v.42
no.1
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pp.87-94
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2016
Skin damage is mainly caused by environmental factors such as ultraviolet light, heat, and smoking. It is known that reactive oxygen species production is commonly involved in the pathogenesis of skin damage induced by these factors, causing skin aging. Pyrus pyrifolia Nakai continues to be a popular and highly consumed fruit in many countries with known beneficial effects including antitumor, antioxidative, and anti-inflammatory effects. However, there is no evidence of a therapeutic effect of Pyrus pyrifolia extract (PPE) against skin aging via inhibition of mitochondria-mediated apoptosis. In this study, we investigated PPE protective effect against photoaging induced by UVB ($50mJ/cm^2$) in HS68 human dermal fibroblasts. Lactate dehydrogenase assay showed that PPE significantly protected HS68 cells against UVB-induced damage in a dose-dependent manner. Other assays using DCF-DA demonstrated that PPE protected HS68 cells by regulating reactive oxygen species production. PPE also regulated mitochondrial dysfunction and mitochondrial membrane potential induced by UVB, and inhibited UVB-induced caspase-3 activity. These results indicate that PPE protects human dermal fibroblasts from UVB-induced damage by regulating the oxidative defense system.
Kim, Jin-Hwa;Lee, Bum-Chun;Zhang, Yong-He;Pyo, Hyeong-Bae
YAKHAK HOEJI
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v.49
no.2
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pp.174-179
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2005
The human skin is constantly exposed to environmental irritants such as ultraviolet, smoke, chemicals. Free radicals and reactive oxygen species (ROS) caused by these environmen tal facts play critical roles in cellular damage. These irritants are in themselves damaging to the skin structure but they also participate the immensely complex inflammatory reaction. The purpose of this study was to investigate the skin cell protective effect of Campsis grandiflora extract on the UVB-irradiated human dermal fibroblasts (HDFs). We tested free radical and superoxide scavenging effect in vitro. C. grandiflora extracts had potent radical scavenging effect by 82% at $100{\mu}g/ml$, respectively. For testing intracellular ROS scavenging activity the cultured HDFs were analyzed by increase in DCF fluorescence upon exposure to UVB 20 $MJ/cm^2$ after treatment of C.grandiflora extracts. The results showed that oxidation of CM-DCFDA was inhibited by C.grandiflora extracts effectively and C.grandiflora extracts has a potent free radical scavenging activity in UVB- irradiated HDFs. In ROS imaging using confocal microscope we visualized DCF fluorescence in HDFs directly. In conclusion, our results suggest that C.grandiflora can be effectively used for the prevention of UV-induced adverse skin reactions such as radical production, and skin cell damage.
Kim, Seong Sin;Kim, Byung-Ock;Park, Joo-Cheol;Jang, Hyun-Seon
Journal of Periodontal and Implant Science
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v.36
no.3
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pp.757-765
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2006
Human periodontal ligament fibroblasts (hPDLF) are very important for curing the periodontal tissue because they can be differentiated into various cells. A tissue engineering approach using a cell-scaffold is essential for comprehending today's periodontal tissue regeneration procedure. This study examined the possibility of using an acellular dermal matrix as a scaffold for human periodontalligament fibroblast (hPDLF). The hPDLF was isolated from the middle third of the root of periodontally healthy teeth extracted for orthodontic reasons. The cells were cultured in a medium containing Dulbecco's modified Eagle medium supplemented with 10% fetal bovine serum at $37^{\circ}C$ in humidified air with 5% $CO_2$. The acellular dermal matrix(ADM) was provided by the US tissue banks(USA). Second passage cells were used in this study. The hPDLF cells were cultured with the acellular dermal matrix for 2 days, and the dermal matrix cultured by the hPDLF was transferred to a new petri dish and used as the experimental group. The control group was cultured without the acellular dermal matrix, The control and experimental cells were cultured for six weeks. The hPDLF cultured on the acellular dermal matrix was observed by Transmission Electron microscopy (TEM). Electron micrography shows that the hPDLF was proliferated on the acellular dermal matrix. This study suggests that the acellular dermal matrix can be used as a scaffold for hPDLF.
Jang, Ik-Soon;Jo, Eunbi;Park, Soo Jung;Baek, Su Jeong;Hwang, In-Hu;Kang, Hyun Mi;Lee, Je-Ho;Kwon, Joseph;Son, Junik;Kwon, Ho Jeong;Choi, Jong-Soon
Journal of Ginseng Research
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v.44
no.1
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pp.50-57
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2020
Background: The cellular senescence of primary cultured cells is an irreversible process characterized by growth arrest. Restoration of senescence by ginsenosides has not been explored so far. Rg3(S) treatment markedly decreased senescence-associated β-galactosidase activity and intracellular reactive oxygen species levels in senescent human dermal fibroblasts (HDFs). However, the underlying mechanism of this effect of Rg3(S) on the senescent HDFs remains unknown. Methods: We performed a label-free quantitative proteomics to identify the altered proteins in Rg3(S)-treated senescent HDFs. Upregulated proteins induced by Rg3(S) were validated by real-time polymerase chain reaction and immunoblot analyses. Results: Finally, 157 human proteins were identified, and variable peroxiredoxin (PRDX) isotypes were highly implicated by network analyses. Among them, the mitochondrial PRDX3 was transcriptionally and translationally increased in response to Rg3(S) treatment in senescent HDFs in a time-dependent manner. Conclusion: Our proteomic approach provides insights into the partial reversing effect of Rg3 on senescent HDFs through induction of antioxidant enzymes, particularly PRDX3.
Lee, Jae Yun;Park, Seo A;Woo, Won Hong;Mun, Yeun Ja
Journal of Physiology & Pathology in Korean Medicine
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v.33
no.1
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pp.63-67
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2019
Interaction between epidermis and dermis plays an important role in wound healing and hair follicle formation. This study focused on investigating the potency of ethanol extract of Puerariae Radix (EPR) as cosmetic ingredient using human dermal fibroblasts (hDFn). Our results revealed that EPR suppressed collagenase activity dose-dependently. EPR inhibited activity of $5{\alpha}$-reductase I and II at the final concentration of $25{\mu}g/ml$ in hDFn cells. Also, EPR promoted the proliferation and the ERK activation of cells. ERK phosphorylation by EPR was blocked by specific inhibitor of ERK, PD98059. EPR-induced cell proliferation was blocked by PD98059. This means that EPR could promote the proliferation of hDFn cells via the activation ERK. Collectively, these results suggest that EPR may be used as a new cosmetic ingredient.
Journal of Physiology & Pathology in Korean Medicine
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v.26
no.6
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pp.922-928
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2012
Sulforaphane [1-isothiocyanato-4-(methylsulfinyl)-butane] is one of the most abundant isothiocyanates in some cruciferous vegetables, especially broccoli. Sulforaphaene has been shown to exhibit many pharmacological activities, including anti-oxidant, anti-inflammatory and anti-microbial activities. However, the anti-skin photoaging effects of sulforaphane have not yet been reported. In the present study, we investigated the inhibitory effects of sulforaphane on MMP-1 and -3 expressions of the human dermal fibroblasts via various in vitro experiments and elucidated the pathways of inhibition. Western blot analysis and real-time PCR revealed sulfiraphane inhibited UVB-induced MMP-1 and -3 expressions in a dose-dependent manner. UVB strongly activated nuclear factor-${\kappa}B$ (NF-${\kappa}B$) activity, which was determined by NF-${\kappa}B$ DNA binding activity. UVB-induced NF-${\kappa}B$ activation and MMP expression were completely blocked by sulforphane. These findings suggest that sulforaphane could prevent UVB-induced MMPs expressions through inhibition of NF-${\kappa}B$ activation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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