• Biomolecules & Therapeutics
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• 제24권2호
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• pp.123-131
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• 2016

Osteoporosis is a bone pathology leading to increased fracture risk and challenging the quality of life. The aim of this study was to evaluate the effect of an anthraquinone glycoside, aloin, on osteogenic induction of MC3T3-E1 cells. Aloin increased alkaline phosphatase (ALP) activity, an early differentiation marker of osteoblasts. Aloin also increased the ALP activity in adult human adipose-derived stem cells (hADSC), indicating that the action of aloin was not cell-type specific. Alizarin red S staining revealed a significant amount of calcium deposition in cells treated with aloin. Aloin enhanced the expression of osteoblast differentiation genes, Bmp-2, Runx2 and collagen 1a, in a dose-dependent manner. Western blot analysis revealed that noggin and inhibitors of p38 MAPK and SAPK/JNK signals attenuated aloin-promoted expressions of Bmp-2 and Runx2 proteins. siRNA mediated blocking of Wnt-5a signaling pathway also annulled the influence of aloin, indicating Wnt-5a dependent activity. Inhibition of the different signal pathways abrogated the influence of aloin on ALP activity, confirming that aloin induced MC3T3-E1 cells into osteoblasts through MAPK mediated Wnt and Bmp signaling pathway.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제39권3호
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• pp.187-194
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• 2014

Objectives: The effects of bone morphogenetic protein-2 (BMP-2) and enamel matrix derivative (EMD) respectively with mineral trioxide aggregate (MTA) on hard tissue regeneration have been investigated in previous studies. This study aimed to compare the osteogenic effects of MTA/BMP-2 and MTA/EMD treatment in MC3T3-E1 cells. Materials and Methods: MC3T3-E1 cells were treated with MTA (ProRoot, Dentsply), BMP-2 (R&D Systems), EMD (Emdogain, Straumann) separately and MTA/BMP-2 or MTA/EMD combination. Mineralization was evaluated by staining the calcium deposits with alkaline phosphatase (ALP, Sigma-Aldrich) and Alizarin red (Sigma-Aldrich). The effects on the osteoblast differentiation were evaluated by the expressions of osteogenic markers, including ALP, bone sialoprotein (BSP), osteocalcin (OCN), osteopontin (OPN) and osteonectin (OSN), as determined by reverse-transcription polymerase chain reaction analysis (RT-PCR, AccuPower PCR, Bioneer). Results: Mineralization increased in the BMP-2 and MTA/BMP-2 groups and increased to a lesser extent in the MTA/EMD group but appeared to decrease in the MTA-only group based on Alizarin red staining. ALP expression largely decreased in the EMD and MTA/EMD groups based on ALP staining. In the MTA/BMP-2 group, mRNA expression of OPN on day 3 and BSP and OCN on day 7 significantly increased. In the MTA/EMD group, OSN and OCN gene expression significantly increased on day 7, whereas ALP expression decreased on days 3 and 7 (p < 0.05). Conclusions: These results suggest the MTA/BMP-2 combination promoted more rapid differentiation in MC3T3-E1 cells than did MTA/EMD during the early mineralization period.

• 한국식품영양과학회지
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• 제40권10호
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• pp.1384-1390
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• 2011

본 연구에서는 감국 에탄올 추출물이 조골세포의 증식 및 분화에 미치는 영향을 분석하여 골다공증 관련 식물성 에스트로젠으로써의 이용 가능성을 확인하고자 하였다. 감국 에탄올 추출물은 30～100 ${\mu}g/mL$ 농도 범위에서 조골세포의 증식을 유의적으로 증가시켰으며, 100 ${\mu}g/mL$ 농도에서 대조군 대비 최대 122% 세포성장을 나타내었다. 이러한 세포증식 유도는 estrogen antagonist인 tamoxifen 처리 시 상쇄되어 estrogen 유사효과에 의한 것으로 사료되었다. MC3T3-E1 세포의 분화에 미치는 영향을 살펴보고자 대표적 분화지표인 ALP 효소활성, collagen 함량, mineralization 수준을 측정한 결과, 10, 30 ${\mu}g/mL$ 농도에서 ALP 활성의 유의적 증가와 200 ${\mu}g/mL$ 농도에서 collagen 함량과 mineralization의 유의적인 증가를 확인하였으며, ALP 활성, collagen 함량 모두 tamoxifen 처리에 의해 증가 효과가 상쇄되어 estrogen 유사작용에 의한 것으로 사료된다.

• International Journal of Oral Biology
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• 제34권1호
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• pp.37-42
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• 2009

The attachment and adhesion of RAW 264.7 and MC3T3-E1 cells to titanium (Ti) discs with various degrees of roughness was investigated. The attachment, adhesion, and proliferation of these cells were evaluated after 4 hr, 24 hr and 7 day incubations. Both RAW 264.7 and MC3T3-E1 cells showed a time-dependant correlation between attachment and adhesion on the surface of the titanium discs. Both types of cells tended to have higher survival rate on these discs as the surface roughness increased. The percentage of adherent inflammatory RAW 264.7 cells was greater than MC3T3-E1 cells at 24 hr, but this was reversed at 7 days in culture. The morphology of osteoblastic MC3T3-E1 cells at 24 hr, determined using a surface emission microscope (SEM), appeared flattened and spread out while inflammatory RAW 264.7 cells were predominantly spherical in shape. The adhesion of both cell types on the titanium discs was dependant on the levels of fibronectin adsorbed on the disc surface, indicating that serum constituents modulate the efficient adhesion of these cells. Our data indicate that the cellular response to the titanium surface is dependent on the types of cells, surface roughness and serum constituents.

• 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.

• 대한치과교정학회지
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• 제30권2호
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• pp.205-214
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• 2000

Nd-Fe-B 자석의 정자기장 (Static Magnetic Field)이 MC3T3-E1 세포의 alkaline phosphase (ALP) 활성도에 미치는 영향을 알아보기 위하여, MC3T3-El세포를 12 well 세포배양접시의 1열과 3열에 접종하고 1열과 3열의 첫째 칸 하방에 Nd-Fe-B 자석을 가하여 7일, 13일, 19일, 25일간 배양한 후 세포의 ALP 활성도를 측정하였으며, 100 mm 세포배양접시의 한 쪽 가장자리 하방에 Nd-Fe-B 자석을 가하여 7일, 13일, 19일, 25일간 배양한 후 ALP 염색을 하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 정자기장을 가한 13, 19, 25일에 각각 100 mT에서는 대조군에 비해 ALP활성도가 감소된 반면 4.6 mT와 0.5 mT에서는 대조군에 비해 ALP 활성도가 증가되었다 (P<0.01). 2. ALP염색에서 전체적으로는 19일까지 ALP가 증가되었다가 25일에 다소 감소되는 양상을 나타내었으며, 각 세포배양접시에서는 7일에는 뚜렷한 차이를 보이지 않았으나 13, 19, 25일에는 자석이 놓인 부위 (100 mT) 가 그 반대편(0.5 mT)에 비해 ALP가 감소되었음을 육안으로나 도립위상차현미경으로 관찰할 수 있었다. 이상의 결과 0.5 mIT와 4.6 mT의 낮은 자기장에서는 ALP 활성도가 증가되었으며 100 mT의 높은 자기장에서는 ALP활성도가 감소되어, Nd-Fe-B자석의 정자기장이 MC3T3-E1 세포의 ALP 활성도에 영향을 미쳐 골조직의 형성 및 개조에 영향을 미칠 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제39권1호
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• pp.46-53
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• 2015

Background: Glucocorticoids (GCs) are commonly used in many chemotherapeutic protocols and play an important role in the normal regulation of bone remodeling. However, the prolonged use of GCs results in osteoporosis, which is partially due to apoptosis of osteoblasts and osteocytes. In this study, effects of Korean Red Ginseng (KRG) on GC-treated murine osteoblastic MC3T3-E1 cells and a GC-induced osteoporosis mouse model were investigated. Methods: MC3T3-E1 cells were exposed to dexamethasone (Dex) with or without KRG and cell viability was measured by the 3-(4, 5-dimethylthiazol-2-yl)-2, 5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay. Realtime polymerase chain reaction was performed to evaluate the apoptotic gene expression; osteogenic gene expression and alkaline phosphatase (ALP) activity were also measured. Western blotting was performed to evaluate the mitogen-activated protein kinase (MAPK) proteins. A GC-induced osteoporosis animal model was used for in vivo study. Results and conclusion: The MTT assay revealed that Korean Red Ginseng (KRG) prevents loss of cell viability caused by Dex-induced apoptosis in MC3T3E1 cells. Real-time polymerase chain reaction data showed that groups treated with both Dex and KRG exhibited lower mRNA levels of caspase-3 and -9, whereas the mRNA levels of Bcl2, IAPs, and XIAP increased. Moreover, groups treated with both Dex and KRG demonstrated increased mRNA levels of ALP, RUNX2, and bone morphogenic proteins as well as increased ALP activity in MC3T3-E1 cells, compared to cells treated with Dex only. In addition, KRG increased protein kinase B (AKT) phosphorylation and decreased c-Jun N-terminal kinase (JNK) phosphorylation. Moreover, microcomputed tomography analysis of the femurs showed that GC implantation caused trabecular bone loss. However, a significant reduction of bone loss was observed in the KRG-treated group. These results suggest that the molecular mechanism of KRG in the GC-induced apoptosis may lead to the development of therapeutic strategies to prevent and/or delay osteoporosis.

• 한국환경농학회지
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• 제20권3호
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• pp.155-161
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• 2001

Paraquat와 bentazone이 횐쥐의 간조직과 NIH 3T3 섬유모세포에 미치는 독성과 그 독성에 대한 3-MC의 보상효과를 조사하기 위하여 NIH 373 섬유모세포에 적응한 후 경시적으로 MTT분석을 이용하여 세포독성을 측정하고 Sprague Dawley계 웅성 횐쥐에 paraquat와 bentazone단독 및 paraquat 및 bentazone과 3-MC를 병용투여한 후 경시적으로 관찰한 결과 paraquat와 bentazone은 NIH 3T3 섬유모세포에 대하여 $IC_{50}$값이 각각 1668.97 ${\mu}M$, 1506.97 ${\mu}M$으로 Borenfreund의 독성평가기준에 의하면 저독성이었다. Paraquat와 bentazone 단독투여군의 H&E 염색에서 3시간째에는 문맥 주위 세포들이 변성을 일으키고 별모양 세포들이 증가하였으나 12시간째에는 간소엽 전체의 세포들이 변성을 일으켰으며 48시간째에는 더욱 심한 변성이 일어났다. 특히 bentazone 투여 후 48시간째에는 핵농축현상이 뚜렷하였다. Best carmine 염색에서 glycogen 과립을 함유하는 간세포들도 3시간째에는 문맥주위의 세포들이, 12시간째에는 간소엽 전체의 간세포들이, 48시간째에는 전체의 간세포들이 함유하는 glycogen 과립량이 현저히 증가하였다. 3-MC를 paraquat와 bentazone과 동시에 투여한 군에서 3시간째와 12시간째에는 단독투여군과 유사하였으나 48시간째에는 bentazone과 3-MC 동시투여군의 문맥주위의 간세포들이 재생되는 경향이었으며 paraquat와 3-MC를 동시에 투여한 군에서는 중심정맥 주위의 세포들만이 glycogen과립을 함유하고 있어 단독 투여군과 뚜렷한 차이를 관찰할 수 있었다. 이 결론에서 3-MC는 paraquat와 bentazone에 의한 간세포의 독성을 경감시킬 수 있는 물질임을 알 수 있었다.

• 대한치과교정학회지
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• 제33권6호
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• pp.453-463
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• 2003

본 연구는 MC3T3El 조골세포가 저산소증에 반응하여 유발될 수 있는 세포 고사조절 기전을 구명하고자 함에 목적이 있다. $2\%$ 저산소증의 조건하에서 MC3T3El 조골세포는 DNA 사다리 분절 헝성을 보였으며 형광성 염료인 Hoechst 33258로 염색된 핵 구조 형태 관찰시 시간이 지남에 따라 세포고사 현상을 관찰할 수 있었다 Pancaspase 억제제인 Z-VAD-FMK나 특정한 caspase-3 억제제인 Z-DEVD-CHO로 사전 처치하였을 경우에는 저산소증에 의한 DNA 사다리 분절형성이 농축에 비례하여 억제되었다. caspase-3류의 프로테아제(DEVDase) 활성 증가가 세포고사 중에 관찰되었으나 caspase-1 (YVADase)의 활성은 없었다. 어떤 caspase가 세포고사에 관여하는지를 확인하기 위하여 anti-caspase-3 또는 anti-caspase-6의 항체를 이용한 western blotting이 시행되었다. caspase-3의 활성산물에 해당하는 17-KDa단백질과 caspase-6의 활성산물인 20-KDa 단백질이 세포용해물에서 발생되었다. 또한 시간 경과와 더불어 caspase-6의 활동의 상징인 Lamin A의 분열을 일으켰으며, 사이토크롬 C를 cytosol로 방출하였다. 이로써 저산소증에 의한 조골세포의 고사 과정에 사이토크롬 C의 방출이 포함된 caspase의 활성이 관여한다는 것을 확인할 수 있었다.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제39권3호
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• pp.121-132
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• 2009

Purpose : To investigate the effects of 2-deoxy-D-glucose (2-DG) and quercetin (QCT) on gene expression of bone sialoprotein (BSP) and osteocalcin (OC) during the differentiation in irradiated MC3T3-E1 osteoblastic cells. Materials and Methods : When MC3T3-E1 osteoblastic cells had reached 70-80% confluence, cultures were transferred to a differentiating medium supplemented with 5 mM 2-DG or $10{\mu}M$ QCT, and then irradiated with 2, 4, 6, and 8 Gy. At various times after irradiation, the cells were analyzed for the synthesis of type I collagen, and expression of BSP and OC. Results : The synthesis of type I collagen in cells exposed to 2 Gy of radiation in the presence of 2-DG or QCT showed no significant difference compared with the control group within 15 days post-irradiation. When the cells were irradiated with 8 Gy, 2-DG facilitated the irradiation mediated decrease of type I collagen synthesis, whereas such decrease was inhibited by treating with QCT. During MC3T3-E1 osteoblastic cell differentiation, the mRNA expression of BSP and OC showed the peak value at 14 days and 21 days, respectively. 2-DG or QCT treatment alone decreased the level of BSP mRNA, but increased the OC mRNA level only at early time of differentiation (day 7). In the cells irradiated with 2, 4, 8 Gy, the mRNA expression of BSP and OC decreased at 7 days after the irradiation. The cells were treated with various dose of radiation in the presence of 2-DG or QCT, the mRNA level of both BSP and OC increased although this increase was observed at low dose of radiation (2 Gy) and at the early stage of differentiation. However, when the cells were exposed to 4, 6, or 8 Gy, the increase of BSP and OC mRNAs was detected only in cells co-incubated with QCT. Conclusion : This study demonstrates that 2-DG and QCT affect differently the expression of bone formation related factors, type I collagen, BSP, and OC in the irradiated MC3T3-E1 osteoblasic cells, according to the dose of radiation and the times of differentiation. Overall, the present findings suggest that 2-DG and QCT could have the regulatory roles as radiation-sensitizer and -protector, respectively.