• 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.

• 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.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제33권3호
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• pp.179-185
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• 2003

Purpose: To investigate the effects of irradiation on the phenotypic expression of the MC3T3-El osteoblastic cell line, particularly on the expression of osteocalcin and osteopontin. Materials and Methods: Cells were irradiated with a single dose of 0.5, 1,4, and 8 Gy at a dose rate of 5.38 Gy/min using a cesium 137 irradiator. After the specimens were harvested, RNA was extracted on the 3rd, 7th, 14th, and 21st day after irradiation. The RNA strands were reverse-transcribed and the resulting cDNAs were subjected to amplification by PCR. Results: The irradiated cells demonstrated a dose-dependent increase in osteocalcin and a dose-dependent decrease in osteopontin mRNA expression compared with the non-irradiated control group, The amount of osteocalcin mRNA expression decreased significantly at the 3rd day after irradiation of 0,5, 1,4, and 8 Gy, and also decreased significantly at the 3rd, 14th, and 21 st day after irradiation in the 8 Gy exposed group compared with the control group, The degree of osteopontin mRNA expression increased significantly at the 7th day after irradiation of 0,5, 1,4, and 8Gy, Conclusion: These results showed that each single dose of 0,5, 1, 4, and 8 Gy influenced the mRNA expression of osteocalcin and osteopontin associated with the calcification stage of osteoblastic cells, suggesting that each single dose affected bone formation at the cell level.

• 한국식품과학회지
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• 제40권6호
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• pp.674-679
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• 2008

황금 추출물이 조골세포와 파골세포에 미치는 영향을 세포수준에서 관찰하고자 하였다. 조골세포에 미치는 영향을 관찰하기 위하여, mouse calvaria 유래의 MC3T3-E1 osteoblastic cells를 이용하여 세포 생존률, 염기성 인산분해효소 활성, 골석회화 형성능을 측정하였다. 또한 미분화된 파골세포 전구세포로부터 파골세포의 생성 및 활성에 미치는 영향을 관찰하기 위하여, murine macrophage 유래인 Raw 264.7 cells를 이용하여 M-CSF와 RANKL을 처리하여 파골세포의 분화를 유도하였고, TRAP에 양성인 다핵세포의 형성을 관찰하여 황금추출물이 파골세포의 형성에 미치는 영향을 알아보았다. 황금 추출물이 MC3T3-E1 세포의 증식에 미치는 영향을 MTT assay로 측정한 결과, MC3T3-E1 세포는 처리한 황금 추출물의 농도에 의존적으로 세포의 증식이 촉진되는 경향을 나타내었으며 특히 $1{\mu}g/mL$ 농도에서 130.4%의 증식 효과를 나타내었다. 또한 황금 추출물이 세포에 독성을 나타내지 않는 범위($0.01-1{\mu}g/mL$)에서 MC3T3-E1 세포의 ALP activity를 측정한 결과, 농도에 의존적으로 ALP activity가 증가하였으며 $1{\mu}g/mL$ 농도에서 152.0%의 ALP 활성 증가효과를 나타내었다. 황금 추출물의 최적 작용 농도 $1{\mu}g/mL$에서 골석회화 형성능을 측정한 결과, 배양 시간에 따라 계속 증가하여 배양 20일째는 대조군에 비해 223.3%의 석회화 형성능을 나타내었다. 황금 추출물의 파골세포 분화억제 효과를 알아보기 위해 황금 추출물이 세포에 독성을 나타내지 않는 범위($0.01-10{\mu}g/mL$)에서 TRAP staining한 결과, 황금 추출물은 $0.0{1\mu}g/mL$ 농도에서 대조군에 비해 파골세포 분화를 50% 이상 감소시켰으며 농도 의존적으로 TRAP 양성 세포가 감소함을 관찰하였다. 이상의 결과로 미루어 볼 때, 황금 추출물이 골다공증을 포함한 골질환 예방에 효과가 있을 것으로 사료된다.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제34권3호
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• pp.137-144
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• 2004

Purpose: To investigate the effects of low dose irradiation on the calcium content and calcific nodule formation of the MC3T3-El osteoblastic cell line. Materials and Methods: Cells were irradiated with a single dose of 0.2, 0.4 and 0.6 Gy at a dose rate of 5.38 Gy/min using Cs-137 irradiator. After irradiation, the calcium content and calcific nodule formation were examined on the 1st, 2nd, 3rd and 4th week. Results: We did not find any significant difference of total calcium content after irradiation of 0.2, 0.4 and 0.6 Gy when compared with the unirradiated control group. There was no significant difference of total calcium content between 0.2, 0.4 and 0.6 Gy irradiated groups. We found an increased tendency of the calcific nodule formation after irradiation of 0.2, 0.4 and 0.6 Gy when compared with the unirradiated control group without significant difference of calcific nodule formation between 0.2, 0.4 and 0.6 Gy irradiated groups. Conclusion : The results showed an increased tendency of the calcific nodule formation after low dose irradiation. However, this tendency did not increase with the increase of irradiation dose.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제30권1호
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• pp.39-52
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• 2000

Polypeptide growth factor belong to a class of potent biologic mediator which regulate cell differentiation, proliferation, migration and metabolism. 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$ decrease cell proliferation, and stimulate alkaline phosphatase activity which express in osteoblast during cell differentiation period. IGF-I is known to stimulate cell proliferation and differentiation too. 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$ is known to increase IGF-I binding sites and IGF binding protein which inhibite the effect of IGF. The purpose of this study is to evaluate potential role of IGF-I as mediator that control the action of 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$. MC3T3-E1 cell were seeded $5{\times}10^5/ml$ at 100mm culture plate in ${\alpha}-MEM$ containing 10% fetal bovine serum. After 48 hour incubation period, medium were changed ${\alpha}-MEM$ containing 5% fetal bovine serum. After 24 hours, $10^{-9}M$ 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$ added. Total mRNA was extracted at 0, 6, 24, 48, 72 hour. PRPCR method was programed for the detection of IGF-I mRNA. In the both groups of 1,25-dihydroxy vitamin $D_3$ treated and control, alternative splicing form of IGF-I, IGF-IA and IGF-IB were expressed. In the 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$ treated group, IGF-I mRNA expression was matained until 24 hour, there after expression was decresed. MC3T3-E1 cell were seeded $2.5{\times}10^4/ml$ at 24well plate in ${\alpha}-MEM$ containing 10% fetal bovine serum. After 48 hour incubation period, medium were changed ${\alpha}-MEM$ containing 3% fetal bovine serum. After 24 hours, $10^{-9}M$ 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$ and 10 ng/ml IGF-I were added separately or together. Cell were cultured for 1 and 3 days, $2{\mu}Ci/ml\;[^3H]$ -thymidine was added for the last 24h of culture of each days. ${[^3H]}$-thymidine incorporation in to DNA was measured and expressed counter per minute(CPM). DNA synthetic activity was significantly decreased by 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$ both at 1 day and 3 day, and in the combination group of 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$ and IGF-I, DNA synthetic activity was also decreased both at 1 day and 3 days. IGF-I did not affect the DNA synthetic activity compared to control group both at 1 day and 3 day. From the above results, 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$ was potent inhibitor of cell proliferaton in MC3T3-E1 cells. It assumed that the effect of 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$ on osteoblast proliferation may be mediated in part by decreased level of IGF-I.

• 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.

• 생명과학회지
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• 제21권2호
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• pp.300-308
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• 2011

톳은 새로운 생리활성 물질을 생산할 수 있는 소재로 각광받고 있으며, mouse calvaria 유래의 MC3T3-E1 세포는 골세포의 세포 활성과 관련된 연구에서 유용하게 이용되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 MC3T3-E1 세포를 이용하여 톳 분획물이 세포 증식에 미치는 영향과 ALP 활성, 조골세포의 골 형성을 위한 필수 인자인 collagen 합성 및 조골세포의 표식인자인 골 석회화 형성능에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 각 분획물의 수율은 aqueous 분획물이 47.4%로 가장 높은 수율을 나타내었으며 다음으로 butanol 분획물, methanol 분획물 순으로 나타났으며, hexane 분획물이 4.7%로 가장 낮은 수율을 나타내어 극성 성분의 함유량이 더 높은 것으로 확인되었다. 톳분획물의 농도(1, 10 50, 100 ${\mu}g$/ml)에 따른 조골세포 성장에 미치는 영향을 MTT assay로 분석한 결과, 모든 분획물에서 대조군과 비교하여 120% 정도의 증식률을 나타내었다. 이는 선행연구자에 의한 대두 에탄올 추출물 실험 결과인 최고 117%의 세포 증식률과 비슷한 조골세포 증식유도 결과임을 확인할 수 있었다. 톳 분획물이 ALP 활성에 미치는 영향을 조사한 결과, 톳 분획물 중 hexane 분획물과 butanol 분획물이 조골세포의 ALP 활성을 증가시켰으며, 특히 butanol 분획물은 120% 이상의 ALP 활성을 증가시켜 조골세포의 분화에 영향을 줄 가능성이 제시 되었다. 톳 분획물이 조골세포의 collagen 합성에 미치는 실험결과에서 모든 분획물에서 유의적인 collagen 합성능력을 나타내었다. 또한 조골세포의 골 석회화 형성에 미치는 영향은 methanol 분획물을 제외한 다른 분획물에서 유의적인 형성능을 보였으며, 특히 butanol 분획물을 100 ${\mu}g$/ml 첨가하였을 때는 281.25%, aqueous 분획물을 100 ${\mu}g$/ml 첨가하였을 때는 240.46%로 높은 골 석회화 형성능을 나타냈다. 따라서 톳 분획물이 조골세포의 증식, ALP 활성, collagen 합성 및 골 석회화 형성을 촉진하여 골 생성에 영향을 줄 수 있는 것이 확인되었으며, 구체적인 기작 연구와 in vivo 연구가 병행된다면 골다공증 예방과 관련된 기능성 식품의 천연소재로 개발이 가능하리라 사료된다.

• 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.

• 대한치주과학회:학술대회논문집
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• 대한치주과학회 2007년도 제47회 종합학술대회 연제초록
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• pp.54-55
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• 2007