• Imaging Science in Dentistry
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• 제38권3호
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• pp.125-132
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• 2008

Purpose : To investigate the effects of irradiation on transforming growth factor ${\beta}_1$ (TGF-${\beta}_1$) mRNA expression and calcific nodule formation in MC3T3-E1 osteoblastic cell line. Materials and Methods : Cells were cultured in alpha-minimum essential medium ($\alpha$-MEM) supplemented with 10% fetal bovine serum and antibiotics. When the cells reached the level of 70-80% confluence, culture media were changed with $\alpha$-MEM supplemented with 10% FBS, 5 mM $\beta$-glycerol phosphate, and $50\;{\mu}g/mL$ ascorbic acid. Thereafter the cells were irradiated with a single dose of 2, 4, 6, 8 Gy at a dose rate of 1.5 Gy/min. The expression pattern of TGF-${\beta}_1$ mRNA, calcium content and calcific nodule formation were examined on day 3, 7, 14, 21, 28, respectively, after the irradiation. Results : The amount of TGF-${\beta}_1$ mRNA expression decreased significantly on day 7 after irradiation of 4, 6, 8 Gy. It also decreased on day 14 after irradiation of 6, 8 Gy. and decreased on day 21 after irradiation of 8 Gy. The amount of calcium deposition decreased significantly on day 7 after irradiation of 4, 8 Gy (P < 0.01) and showed a decreased tendency on day 14, 21 after irradiation of 4, 6, 8 Gy. The number of calcific nodules was decreased on day 7 after irradiation of 4, 8 Gy. Conclusion: Irradiation with a single dose of 4, 6, 8 Gy influences negatively the bone formation at the molecular level by affecting the TGF-${\beta}_1$ mRNA expression that was associated with proliferation and the production of extracellular matrix in MC3T3-E1 osteoblastic cell line.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제35권1호
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• pp.1-8
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• 2005

Purpose : To investigate the effects of irradiation on the calcium content and calcific nodule formation in the MC3T3-E1 osteoblastic cell line. Materials and Methods : Cells were irradiated with a single dose of 2,4 and 8 Gy at a dose rate of 5.38 Gy/min using a Cs-137 irradiator. After irradiation, the calcium content and calcific nodule formation were examined on the 1 st, 2nd, 3rd and 4th week. Results : A decreasing dose-dependent tendency of the cell proliferation rate was found in all irradiated groups of this experiment when compared with the unirradiated control group. In accordance with the duration of culture, there was no significant difference in the cell proliferation rate after irradiation of 2 Gy when compared with the unirradiated group, however a decreasing tendency was found in 4 Gy- and 8 Gy-irradiated groups. While an increase in total calcium content after irradiation of 2 Gy was found at week 1, week 2, and week 4, there was a decrease in calcium content at week 1 through 4 in the 8 Gy- irradiated group. Calcific nodule formation was increased in irradiated experimental groups when compared with the unirradiated control group in the 2 Gy-irradiated group, but decreased in the 4 Gy- and 8 Gy-irradiated groups at the same stage. Conclusion : The results showed a mild increasing tendency of the calcific nodule formation after irradiation of 2 Gy. However, a decreased calcific nodule formation in 4 Gy- and 8 Gy-irradiated groups was found. Taken together, the irradiation of 2 Gy mildly activated bone formation, however 4 Gy or 8 Gy suppressed bone formation by decreasing cell numbers in the MC3T3-El osteoblastic cell line.

• International Journal of Oral Biology
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• 제33권3호
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• pp.105-111
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• 2008

Thrombospondins (TSP-1, TSP-2) are secretory extracellular glycoproteins that are involved in a variety of physiological processes such as tumor cell adhesion, invasion, and metastasis. The present study was undertaken to elucidate the involvement of thrombospondins in the adhesion of osteoblast-like cells using the TSP-1 or TSP-2 antisense MG63 and MC3T3-E1 cell lines. For downregulation of TSPs expression, we prepared antisense constructs for TSP-1 and TSP-2 using the pREP4 an episomal mammalian expression vector, which be able to produce the specific antisense oligonucleotides around chromosome. MG63 and MC3T3-E1 osteoblast-like cells were transfected with the antisense constructs and nonliposomal Fugene 6, and then selected under hygromycin B (50 ${\mu}g/ml$) treatment for 2 weeks. Western blot analysis revealed that expression of the TSP proteins was downregulated in the antisense cell lines. The cell adhesion assay showed that adhesive properties of TSP-1 and TSP-2 antisense MG63 cells on the polystyrene culture plate were reduced to 17% and 21% of the control cells, respectively, and those of the TSP-1 and TSP-2 antisense MC3T3-E1 cells also decreased to 19% and 27% of control, respectively. Adhesion of TSP-1 and TSP-2 antisense MC3T3-E1 cells on Type I collagen-coated culture plate decreased to 27% and 76%, respectively. These results indicate that TSP-1 and TSP-2 proteins may have an important role in adhesion of osteoblast-like cells to extracellular matrix.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제37권1호
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• pp.115-124
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• 2007

Silica is known as a promising osteoconductive material, and polycaprolactone is a bioactive and degradable material. The purpose of this study was to monitor the differentiation of MC3T3-E1 cells cultured on the layer-built silica/poly caprolactone non-woven fabric produced by electrospinning. Non-woven fabric (silica, polycaprolactone, PSP, SPS) was made by electrospinning and they were inserted in the 48 well cell culture plate. MC3T3-E1 cells were prepared by subculture. Cells were seeded to each well $1{\times}10^5$ concentration per well. Dulbecco's modified eagle medium with 10% FBS and 1% antibiotic-antimycotic solution was used. Confocal laser scanning microscope was taken 4 hours after incubation (95% air. 5% $CO_2$, $37^{\circ}C$). Cell proliferation was monitored by spectrophotometer on 1, 7, 14 days, and the morphology of the growing cells was observed by field emission scanning electron microscope. To monitor the differentiation of osteoblasts on the materials, MC3T3-E1 cells were incubated in 48 well culture plate after seeding with the density of $1{\times}10^5$ concentration. Then ELISA kit & EIA kit were used on to assess osteocalcin and osteopontin expression respectively. The other conditions were the same as above. MC3T3-E1 cells were proliferated well on all of the materials. There were no statistical differences among them. The osteopontin expression of silica, PSP, SPS was significantly higher than other groups on day 3 (p/0,05), but after that time, there were no statistically signigicant differences. The osteocalcin expression was significantly higher in silica and PSP than other groups on day 14. These findings show that PSP was as good as silica on the effect of osteoblast differentiation. The PSP non-woven fabric may have the possibility as bone graft materials.

• Natural Product Sciences
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• 제11권2호
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• pp.103-108
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• 2005

Bioflavone quercetin is thought to have an important role to inhibit bone loss by affecting osteoclastogenesis and regulating a number of systemic and local factors such as hormones and cytokines. In this study, we examined how quercetin acts on cytokine production and mineralization of osteoblast in the presence of tumor necrosis factor-alpha $(TNF-{\alpha})$ which has been known to play a pivotal role in bone metabolic diseases. Quercetin inhibited $TNF-{\alpha}-induced$ secretion of $IFN-{\gamma}$ and IL-6 in differentiated MC3T3-E1 cells. As indicated by the markers that are characteristics of the osteoblast phenotype, such as alkaline phosphatase (ALP) activity and calcium deposition, quercetin treatment slightly prevented the $TNF-{\alpha}-induced$ dramatic inhibition of differentiation and mineralization of MC3T3-E1 cells. Further, quercetin inhibited the production of nitric oxide induced by $TNF-{\alpha}$ in the cells. Collectively, our findings indicate that quercetin inhibites $TNF-{\alpha}-induced$ secretion of inflammatory cytokines in differentiated MC3T3-E1 cells without any cytotoxic effects.

• 한국식품과학회지
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• 제44권1호
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• pp.82-88
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• 2012

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.

• 한국자원식물학회지
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• 제33권4호
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• pp.227-236
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• 2020

고령사회에서 노년기 건강의 큰 문제로 대두되고 있는 골다공증은 특히 폐경 후 여성들에게서 가장 그 발생빈도가 높게 나타났으며, 현재 골다공증 예방 및 치료에 사용되고 있는 약제는 대부분 골흡수 억제제로써 진행된 골소실을 회복 시킬 수는 없기 때문에 골형성 증가를 통한 골다공증 예방과 치료에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 산양삼(cultivated wild Panax ginseng, CWP)에 대한 연구는 다수가 원기회복, 자양강장 및 면역증강 효과 등에 대한 것이나 골대사에 미치는 영향에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 이에 본 연구에서는 산양삼 추출물이 조골세포에서 골관련 유전자 발현에 미치는 영향을 확인함으로써 골다공증 예방 및 치료 효과를 갖는 천연 소재로의 활용 가능성을 검토하고자 하였다. 산양삼 추출물 처리가 조골 세포의 증식에 미치는 영향을 알아보기 위해 MTT assay를 실시하였고, MC3T3-E1 세포생존률은 FBS가 첨가되지 않은 배양액만 처리한 대조군과 산양삼 추출물을 처리한 실험군 모두에서 동일한 수준으로 나타났으며 이로써 산양삼 추출물의 안전성을 확인할 수 있었다. 또한 산양삼 추출물을 처리한 실험군과 대조군과의 세포증식률을 비교하였을 때 산양삼 추출물 50 ㎍/mL 농도 처리군에서 유의적으로 세포증식이 촉진되었으며 25 ㎍/mL과 100 ㎍/mL 농도 처리군에서도 대조군보다 높은 경향을 나타내었다. 산양삼 추출물이 조골 세포의 활성에 미치는 영향을 알아보기 위해 조골세포의 분화초기 표지인자인 ALP활성을 측정하였으며 그 결과 모든 산양삼 추출물 처리군이 대조군과 비교하여 유의적으로 높은 활성을 나타내었으며 특히 산양삼 추출물 50 ㎍/mL 농도 처리군에서 가장 높은 활성을 나타내었다. 산양삼 추출물의 농도에 따른 석회화 형성도를 확인하기 위해 무기질화된 세포의 기질을 alizarin red로 염색하였고 산양삼 추출물을 처리한 실험군과 대조군과의 석회화 형성도를 비교하였을 때 산양삼 추출물 50 ㎍/mL 농도 처리군에서 유의적으로 석회화 형성이 촉진되었으며 25 ㎍/mL과 100 ㎍/mL 농도 처리군에서도 대조군보다 높은 경향을 나타내었다. 산양삼 추출물이 MC3T3-E1 조골세포에서 골 형성 관련 유전자 발현에 미치는 영향을 확인하기 위해 Runx2, ALP, OPN, OCN등의 유전자를 정량 real-time PCR을 통해 분석하였으며 대조군과 비교하여 모든 산양삼 추출물 처리군에서 농도 의존적이고 유의적으로 골 형성 관련 유전자발현이 증가되었다. 따라서 산양삼추출물이 골 형성 관련 유전자인 Runx2, ALP, OPN, OCN 발현을 증가시켜MC3T3-E1 조골세포의 분화를 촉진하고, 골 석회화 형성 촉진에 기여하였을 것으로 사료된다. 그러나 산양삼 추출물이 골형성과 관련하여 어떠한 기전으로 유전자의 발현을 조절하였는지에 대한 유전자 및 단백질 수준의 추가적인 연구와 산양삼 추출물의 분화 촉진과 석회화 형성능이 산양삼의 사포닌계 진세노사이드 성분의 영향인지에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 대한치과교정학회지
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• 제27권4호
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• pp.623-632
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• 1997

정자기장과 맥동전자기장이 배양 조골세포에 미치는 영향을 알아보고자 MC3T3-E1세포를 각 자기장하에서 배양하여 ALP활성도와 DNA의 합성능을 평가한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 정자기장을 가한 군에서 자석을 1,2,3개 가한 군($51\~114.8mT$)에서 대조군에 비하여 ALP의 유의성있는 증가가 나타났으며(P<0.05), 자석을 4개 5개 가한 군(150mT)에서는 대조군에 비하여 ALP활성도에 차이가 나타나지 않았다. 2. 맥동성 전자기장에서는 대조군에 비하여 ALP활성도에 유의한 차이가 나타나지 않았다. 3. DNA합성능은 정자기장과 맥동성 전자기장을 가한 군 모두 대조군에 비하여 유의한 차이가 나타나지 않았다. 이상의 결과 정자기장에 의한 교정력은 골세포의 대사과정에 변화를 줄 수 있으므로, 치아이동에 어떠한 영항을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

• Molecules and Cells
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• 제40권6호
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• pp.393-400
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• 2017

Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a chronic metabolic disease characterized by lack of insulin and high glucose levels. T2DM can cause bone loss and fracture, thus leading to diabetic osteoporosis. Promoting osteogenic differentiation of osteoblasts may effectively treat diabetic osteoporosis. We previously reported that Sirtuin 1 (Sirt1), a $NAD^+$-dependent deacetylase, promotes osteogenic differentiation through downregulation of peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) ${\gamma}$. We also found that miR-132 regulates osteogenic differentiation by downregulating Sirt1 in a $PPAR{\beta}/{\delta}$-dependent manner. The ligand-activated transcription factor, $PPAR{\alpha}$, is another isotype of the peroxisome proliferator-activated receptor family that helps maintain bone homeostasis and promot bone formation. Whether the regulatory role of $PPAR{\alpha}$ in osteogenic differentiation is mediated via Sirt1 remains unclear. In the present study, we aimed to determine this role and the underlying mechanism by using high glucose (HG) and free fatty acids (FFA) to mimic T2DM in MC3T3-E1 cells. The results showed that HG-FFA significantly inhibited expression of $PPAR{\alpha}$, Sirt1 and osteogenic differentiation, but these effects were markedly reversed by $PPAR{\alpha}$ overexpression. Moreover, siSirt1 attenuated the positive effects of $PPAR{\alpha}$ on osteogenic differentiation, suggesting that $PPAR{\alpha}$ promotes osteogenic differentiation in a Sirt1-dependent manner. Luciferase activity assay confirmed interactions between $PPAR{\alpha}$ and Sirt1. These findings indicate that $PPAR{\alpha}$ promotes osteogenic differentiation via the Sirt1-dependent signaling pathway.

• 대한치과교정학회지
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• 제26권3호
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• pp.291-299
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• 1996

교정력은 치아이동과 악골성장을 조절하는 기계적 자극이며, 이러한 기계적 자극에 골세포가 반응하므로써 치조골과 악골의 개조가 일어난다. 이러한 기계적 자극은 크게 압축력과 인장력으로 대별된다. 따라서 본 연구는 인장력 및 압축력의 서로다른 기계적자극이 세포활성에 미치는 차이를 알아보기 위하여 조골세포주 MC3T3-E1 세포를 24well 배양접시에 well당 $2{\times}10^4$개의 세포를 넣어 배양한 후, 밀생상태가 되었을때 Diaphragm pump을 사용하여, $25g/cm^2$ 및 $300g/cm^2$의 압축력과 $-25g/cm^2$ 및 $-300g/cm^2$의 인장력을 지속적으로 가하였다. 배양한 후 각각 4일, 6일, 10일, 14일, 18일, 20일째에 ALP활성을 측정한 결과 같은 크기의 압력에서는 인장력에 비해 압축력을 가한 경우에서 ALP활성도가 증가되었으나, 세포는 기계적 자극의 양상 즉 압축력과 인장력을 구별하여 다르게 반응을 하지는 않는 것 같았다. 인장력과 압축력 모두에서 ALP활성도는 시간이 지남에 따라 대조군 수준으로 돌아왔다. 이는 기계적 자극은 세포의 증식과 분화가 왕성한 시기에 세포활성도에 더 크게 영향을 미치는 것으로 생각되며, 압축력과 인장력에 관계없이 기계적 자극의 양이 클수록 ALP활성도의 최고치 도달시간이 지연되어, 기계적 자극의 세기는 세포 활성도에 영향을 미칠 것으로 사료된다.