• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제14권4호
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• pp.233-241
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• 2010

사람의지방줄기세포는지방조직내에존재하는 줄기세포로 얻기 쉽고, 골수줄기세포와 유사한 특징을 가지고 있다. 그러나 지방을 추출하는 과정, 공여자의 나이, 체질량, 추출 부위에 따라 세포의 특성이 달라지며, 이질적인 세포군을 얻게 된다. 따라서 본 연구에서는 허벅지 지방에서 유래한 줄기세포 특성 분석 및 중배엽, 내배엽성 세포로의 분화능을 알아보았다. 허벅지 유래 줄기세포는 골수줄기세포와 유사한 섬유아세포와 유사한 모양을 보였으며, 체외에서 56.5번의 분열을 하였고, 약 $5{\times}10^{22}$개의 세포를 얻을 수 있었다. 이들은 SCF, Oct4, nanog, vimentin, CK18, FGF5, NCAM, Pax6, BMP4, HNF4a, nestin, GATA4, HLA-ABC, HLA-DR과 같은 유전자를 발현하였으며, Oct4, Thy-1, FSP, vWF, vimentin, desmin, CK18, CD54, CD4, CD106, CD31, a-SMA, HLA-ABC 등과 같은 단백질을 발현하였다. 또한 이들은 지방, 골, 연골 세포와 같은 중배엽성 세포로 분화하였고, 더욱이 인슐린 분비세포와 같은 내배엽성 세포로도 분화하였다. 결론적으로, 사람의 허벅지 유래 줄기세포는 골수 줄기세포와 유사하게 체외에서 증식이 가능하였으며, 유전자 및 단백질 발현 패턴을 가지고 있었으며, 다양한 세포로 분화 가능하였다. 이러한 결과로 미루어 보아 허벅지 지방유래 줄기세포는 골수 줄기세포를 대체할 수 있는 세포치료제의 재료가 될 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Acupuncture Research
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• 제23권5호
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• pp.69-77
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• 2006

Background : Mesenchymal stem cells (MSCs) are present in most of the tissue matrix, taking part in their regeneration when injury or damage occurs. The aim of this study was to investigate the presence of cells with pluripotential characteristics in human subchondral bone and the capacity of these cells to differentiate to osteoblast. Methods : Human subchondral bone were digested with collagenase. Isolated cells were cultured with a-MEM, 15% FBS, 10-8M dexamethasone and 50 ng/mL ascoric acid. Cells from 0 day(isolated cells), 7 day (first subculture) and 14 days (third subculture) were used to carry out phenotypic characterization experiments flowcytometry analysis with 11 monoclonal antibodies) and osteogenic differentiation experiments. Osteogenic differentiation of cells was assessment by quantification of bone extracellular matrix components by following analysis: alkaline phosphatase(ALP) stains to detect ALP activity, RT-PCR and western blot to detect osteocalcin (OCN), osteopontin (OPN) and type I collagen(Col I), and Alizarin red stains to detect calcium deposition. Results : Flowcytometry analyses showed that in our population more than 98% of cells were positive for MSC markers: SH-2(CD105, 99%), CD29 (95%), CD73 (95%). Cells were negative for hematopoietic markers (CD11b, CD34, and CD45). Furthermore, cells showed positive stain to multipotent markers such as CDl17 (c-kit) (15.1%), and CD166 (74.9%), and cell adhesion molecules such as CD54 (78.1%) and CD106 (63.5%). The osteogenic specific marker analyses showed that the culture of these cells for 7 and 14 days stimulates ALP, OCN, OPN and Col I synthesis by RT-PCR and Western blot analysis. Also, after 14 days in the culture of MSCs induces mineralization by Arizarin red stain. Conclusion : In this work, we demonstrated a new and efficient method for osteoblastic differentiation of human subchondral bone stem cells. As MSCs takes part in reparative processes of adult tissues, these cells could play an important role in osteogenesis.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.3358-3365
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• 2010

본 연구에서는 마가목 (SC), 현지초 추출물 (GT) 및 이들의 1:1 혼합물 시료 (MIX)가 골손실 및 연골손상 억제에 효과가 있는지 알아보기 위해, 각각의 시료를 조골세포주인 MG-63 세포, 파골세포로의 분화를 유도한 Raw264.7 세포와 연골세포로의 분화를 유도한 ATDC5 세포에 처리하여 세포분화 조절 정도를 확인하였다. 각 세포의 분화 정도는 alkaline phosphatase (ALP) 활성 측정, tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP) 염색법 및 alcian-blue 염색법으로 확인하였다. 이들 시료는 MG-63 세포에서 ALP 활성에는 영향을 미치지 않았으나, 마가목 추출물 (SC) 및 마가목과 현지초 추출물의 혼합시료 (MIX)는 농도 의존적으로 파골세포의 분화를 억제하고 연골세포의 분화를 촉진하는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 마가목과 현지초는 골손실과 연골 손상으로부터 보호할 수 있는 중요한 천연물 소재임을 확인할 수 있었다. 나아가 이들 추출물의 작용기전 및 활성물질 구명에 대한 연구는 추후 더 진행되어야 할 것이다.

• 대한치과교정학회지
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• 제32권3호
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• pp.227-234
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• 2002

본 연구는 조골세포의 특성을 가지고 있는 G292세포주를 이용하여 세포막 이온통로에 대한phorbol ester의 효과를 조사하여 protein kinase C (PCK)의 이온통로에 대한 작용기전을 밝히고자 하였다. Patch clamp 기법을 이용하여 G292 세포에서 cell-attached configuration으로 단일이온통로의 활동을 관찰하고 Phorbol 12, 13-dibutyrate (PDBu)의 효과를 관찰하였다. 안정상태 G292 세포에서 cell-attached 모드로 세포막의 단일이 온통로 활동을 관찰한 결과 45pS의 $K^+$통로가 특징 적으로 우세하였다. 유리 전극 내부에 세포내 액과 세포외 액을 사용하여 전류-전압의 관계를 조사한 결과, 세포내 액을 사용하는 경우에는 역전전압이 5.5mV이었으며 세포외액을 사용하는 경우에는 -27mV이었다. PDBu는 45pS의 이온통로를 10nM이상의 농도에서 이온통로의 열릴 확률을 증가시켰으며 PKC억제제인 staurosporine 10nM에 의하여 차단되는 특성을 보였다. PDBu는 45pS의 이온통로에 작용하여 전류-전압의 관계에서 역전전압을 음의 방향으로 이동시켰으며 동일한 막전압에서 단일이온통로의 전류 크기를 증가시켰다. G292세포에서 PDBu에 의하여 PKC가 활성화되는 것을 western blot으로 확인한 결과 PDBu 0.luM은 세포질에서 세포막으로 PKC translocation을 유의하게 증가시키는 것을 확인하였다. 이상의 결과는 G292세포에서 phorbol ester의 일종인 PDBu가 세포내 PKC를 활성화시켜 45pS의 이온통로를 활성화시키며 이러한 작용의 결과로 세포막전압의 변화가 세포의 기능을 조절할 것으로 사료된다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제34권2호
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• pp.293-301
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• 2004

1. 연구 목적 Fibronectin은 세포외기질의 주요성분인 거대 당단백질로서, 조골세포의 부착과 증식 및 이동능에 중요한 역할을 담당한다고 알려져 있다. 이러한 fibronectin의 조골세포에 대한 영향을 실제 임상에 적용하기 위해서, 전체 fibronectin 단백질을 사용하는 것은 면역학적으로나 경제적으로 많은 단점을 안고 있어서, 유효한 반응단위만을 추출하여 활용하는 것이 바람직한 방법으로 알려져 있다. 이 연구의 목적은 세포부착에 주로 관여하는 fibronectin type III분절 중 10번 도메인이 조골양 세포에 미치는 영향을 전체 fibronectin단백질과 fibronectin type III 7-10 도메인 분절과 비교, 관찰하는 것이다. 2. 연구 방법 사람의 fibronectin을 기초로 한 적절한 primer로서, 유전자 재조합법을 이용하여 fibronectin type III 10 도메인과 fibronectin type III 7-10 도메인 분절을 얻었으며, 전체 fibronectin분자는 상용으로 준비하여 24-well 세포배양 용기에 도포하였다. 배양된 조골양세포(HOS cell)를 $1x10^5$ cells/well의 농도로 각 well에 분주하여 $37^{\circ}C$에서 1시간 배양을 하였다. Cell adhesion assay를 실시하기 위해 10% formaldehyde로 고정시키고 1% Crystal Violet으로 염색하여 광학현미경을 관찰 후 2% SDS를 처리하여 microplate reader기를 이용하여 570nm에서 혼탁정도를 측정하였다. 음성대조군으로는 RPMI 용액을 사용하였다. 동일한 방법을 이용하여 준비된 $35mm^2배양접시에 HOS cell을 $37^{\circ}C$에서 4일간 배양 후, MTS assay를 이용하여 세포 증식도에 미치는 영향을 관찰하였다. 6일째 405nm에서 활성화된 세포에서 분비된 p-nitrophenol을 이용한 alkaline phosphatase activity를 측정하였다. 3. 결과 및 고찰 Fibronectin type III 10 도메인은 HOS cell에 대한 생물학적인 효과면에서, 전체 fibronectin 분자 및 fibronectin type III 7-10 분절과 통계적으로 유사한 세포부착도를 보여주었으며, 세포증식도와 alkaline phosphatse 활성도면에서도 큰 차이가 나타나지 않았다. 이상의 연구결과로 볼 때, fibronectin type III 10 도메인이 조골세포의 증식을 목적으로 사용하는 생체재료의 표면개질 부착물질로 응용할 수 있는 가능성이 있다고 하겠다.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제3권3호
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• pp.145-151
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• 2011

PURPOSE. This study was performed to investigate the ability of recombinant human-bone morphogenic protein-2 immobilized on a heparin-grafted bone substrate to enhance the osteoblastic functions. MATERIALS AND METHODS. The Bio-$Oss^{(R)}$, not coated with any material, was used as a control group. In rhBMP-2-Bio-$Oss^{(R)}$ group, rhBMP-2 was coated with Bio-$Oss^{(R)}$ using only deep and dry methods (50 ng/mL, 24 h). In heparinized rhBMP-2-Bio-$Oss^{(R)}$ group, dopamine was anchored to the surface of Bio-$Oss^{(R)}$, and coated with heparin. rhBMP-2 was immobilized onto the heparinized- Bio-$Oss^{(R)}$ surface. The release kinetics of the rhBMP-2-Bio-$Oss^{(R)}$ and heparinized rhBMP-2-Bio-$Oss^{(R)}$ were analyzed using an enzyme-linked immunosorbent assay. The biological activities of the MG63 cells on the three groups were investigated via cytotoxicity assay, cell proliferation assay, alkaline phosphatase (ALP) measurement, and calcium deposition determination. Statistical comparisons were carried out by one-way ANOVA test. Differences were considered statistically significant at $^*$P<.05 and $^{**}$P<.001. RESULTS. The heparinized rhBMP-2-Bio-$Oss^{(R)}$ showed more sustained release compared to the rhBMP-2-Bio-$Oss^{(R)}$ over an extended time. In the measurement of the ALP activity, the heparinized group showed a significantly higher ALP activity when compared with the non-heparinized groups (P<.05). The MG63 cells cultivated in the group with rhBMP-2 showed increased calcium deposition, and the MG63 cells from the heparinized group increased more than those that were cultivated in the non-heparinized groups. CONCLUSION. Heparin increased the rhBMP-2 release amount and made sustained release possible, and heparinized Bio-$Oss^{(R)}$ with rhBMP-2 successfully improved the osteoblastic functions.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제27권4호
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• pp.883-908
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• 1997

Bone remodeling is characterized by the coupling of osteoclast-mediated bone resorption and osteoblast-mediated bone formation. The process is tightly regualted at the local level by an incompletely known netwotk of peptide and non-peptide fators. Nitric oxide(NO), synthesized by nitric oxide synthetase(NOS) from L-arginine, is becoming recognized as an important bioregualtory molecule in a variety of tissue, but little is known about its possible role in periodontal tissue. The purpose of this study is to investigate the expression of nitric oxide synthetase(NOS) in inflamed gingiva and the effects of cytokine on the expression of NOS protein. The expression of NOS in gingival tissue was evaluated by immunohistochemical staining for $NOS_1$, $NOS_2$, $NOS_3$. The effect of cytokine on the expression of NOS in human periodontal ligament cells and osteoblast-like HOS cells by western blot analysis. Further, we studied that NO functions in periodontal ligament cells as a regulatory molecule. PDL cells incubated with NOS inhibitor and donor. The protein expression, type I collagen & non-collagenous protein, nitrate production and cell proliferation were evaluated The results were as follows. 1. $NOS_1$, $NOS_2$, $NOS_3$ was rarely distributed in healthy gingiva, but stronger stained in gingival epithelium, endothelial cells, and mononuclear cells of inflammed gingiva. 2. The cytokine stimulated $NOS_1$, and $NOS_3$ protein were not inducing or inhibitory effect to compared with control in PDL and HOS cells. 3.Incubation of cells with combination of $TNF-{\alpha}$, $IFN-{\gamma}$, LPS result in a time dependant increase in $NOS_2$ expression, reaching a maximal level after 24 hours of stimulation. 4. The osteonectin protein inhibitory effect of NMA, inhibitor of NOS, was reversed by Larginine in dose dependant manner. 5. NMA decreased cell poliferation and nitrate production, but the inhibitory efffect of NMA was also prevented by the NO donor, sodium nitropruiside. These results suggest that exogenously synthesized NO was playing a stimulating effect on cell proliferation or on non-collagenous protein expression. Therefore NO have an important role in mediation of localized bone destruction associated inflammatory bone disease such as periodontitis.

• 대한치과교정학회지
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• 제30권6호
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• pp.713-721
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• 2000

골세포는 골대사에 영향을 미치는 다양한 성장인자와 싸이토카인을 생성하여 골 기질로 유리시킨다. 이 연구는 쥐의 장골 세포 배양 모델에서 recombinant human IL-$1\beta$가 $PGE_2$ 합성과 plasminogen activator의 활성 조절을 통한 골 흡수 유도 기전의 일단을 구명하고, 이와 동시에 TGF-$\beta$에 의한 골흡수 억제 기전을 해명하는데 그 목적이 있다. 쥐의 장골 세포를 배양하여 통법의 골모세포 phenotype을 발현하는 세포를 분리하고 세포 배양능, alkaline phosphatase assay, PG assay, 골흡수능 측정들을 시행하여 다음의 결과를 얻었다. 1. IL-$1\beta$는 쥐의 골모세포의 증식, $PGE_2$ 생성 및 palsmonogen activator의 활성을 촉진하였다. 2. IL-$1\beta$는 쥐의 골모세포에서의 alkaline phosphatase 활성을 감소시켰다. 3. rhIL-$1\beta$는 골 흡수를 촉진시켰다. 4. TGF-$\beta$는 쥐의 장골 세포에서 골의 흡수를 억제하였으며, Vitamin $D_3$에 의하여 유도된 골 흡수를 억제하였다. 이상의 연구 결과는 IL-$1\beta$에 의한 골 파괴의 병인과 관련하여 골 세포 대사의 병리학적 조절에 있어서의 IL-$1\beta$의 역할을 지지하며, 이와 동시에 골 흡수 억제에 있어서의 TGF-$\beta$의 역할을 확인시켜주는 것으로 생각된다.

• 대한한방부인과학회지
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• 제31권4호
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• pp.1-15
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• 2018

목 적: 본 연구는 길경(Platycodon grandiflorum root)를 함유한 복합 한약재 추출물(ExMH-PGR)의 골다공증 예방 및 치료효과를 알아보기 위해 MC3T3-E1 조골세포주와 RAW 264.7 파골세포주를 이용하여 in vitro 수준에서 검증하였다. 방 법: 배양액에 다양한 농도의 ExMH-PGR를 첨가하여 MC3T3-E1 세포와 RAW 264.7 세포의 세포증식을 비교하였다. MC3T3-E1 세포에서 Alkaline phosphatase (ALP) 활성, 콜라겐 합성, 오스테올칼신 생성, 무기질 축적을 분석하였다. RAW 264.7 세포에서 Tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP) 활성과 actin ring 형성 정도를 분석하였다. 결 과: ExMH-PGR는 $25{\mu}g/mL$ 농도까지 유의한 수준으로 ALP 활성, 콜라겐 합성, 그리고 오스테올칼신 형성을 증가시켰다. $50{\sim}200{\mu}g/mL$의 ExMH-PGR은 TRAP 활성과 actin ring 형성을 유의하게 억제했다. 결 론: ExMH-PGR은 조골세포의 활성을 촉진하고 파골세포의 활성을 억제하는 효과가 있어 골다공증 치료에 유용할 가능성이 있다.

• 공업화학
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• 제19권3호
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• pp.326-331
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• 2008

본 연구의 목표는 고체기질 표면에 Na 이온이 포함된 비양론적 인회석 코팅을 형성하는 기술을 개발하는 것이다. 나트륨염 농도가 다른 조건에서 형성된 인회석 코팅은 Na 이온이 존재하는 경우 표면 morphology, 화학적 상태 그리고 Ca/P 비율 등에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 성질들의 변화는 Na 이온의 농도가 0.01 mM로 증가될 때까지 지속되었다. 칼슘과 인의 비율은 2.18에서 2.03 정도까지 변화되었으며, 이는 합성된 비양론적 인회석이 칼슘이 풍부한 조성을 가지고 있음을 나타내고 있다. 모든 시료들의 구조는 저결정성 구조를 갖는 것으로 나타났다. 인회석 코팅층 내에 Na 이온이 존재하는 경우, 인간 조골세포의 세포주인 SaOS-2 세포의 부착이 상당히 증가하였다. 그러나 이 세포들의 증식은 Na 이온 농도가 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 상반된 세포반응은 SaOS-2 세포와 인회석 표면간의 작용이 세포신호전달을 포함한 세포내 기전에 상당한 변화를 초래했기 때문일 것으로 사료된다.