• IMMUNE NETWORK
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• 제22권4호
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• pp.34.1-34.19
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• 2022

Osteoarthritis (OA) is the most common form of arthritis associated with ageing. Vitamin D has diverse biological effect on bone and cartilage, and observational studies have suggested it potential benefit in OA progression and inflammation process. However, the effect of vitamin D on OA is still contradictory. Here, we investigated the therapeutic potential of vitamin D in OA. Six-week-old male Wistar rats were injected with monosodium iodoacetate (MIA) to induce OA. Pain severity, cartilage destruction, and inflammation were measured in MIA-induced OA rats. Autophagy activity and mitochondrial function were also measured. Vitamin-D (1,25(OH)₂D3) and celecoxib were used to treat MIA-induced OA rats and OA chondrocytes. Oral supplementation of vitamin D resulted in significant attenuations in OA pain, inflammation, and cartilage destruction. Interestingly, the expressions of MMP-13, IL-1β, and MCP-1 in synovial tissues were remarkably attenuated by vitamin D treatment, suggesting its potential to attenuate synovitis in OA. Vitamin D treatment in OA chondrocytes resulted in autophagy induction in human OA chondrocytes and increased expression of TFEB, but not LC3B, caspase-1 and -3, in inflamed synovium. Vitamin D and celecoxib showed a synergistic effect on antinociceptive and chondroprotective properties in vivo. Vitamin D showed the chondroprotective and antinociceptive property in OA rats. Autophagy induction by vitamin D treatment may be a promising treatment strategy in OA patients especially presenting vitamin D deficiency. Autophagy promoting strategy may attenuate OA progression through protecting cells from damage and inflammatory cell death.

• 한방재활의학과학회지
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• 제30권3호
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• pp.71-87
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• 2020

Objectives Even though the various alternative herbal medicine has applied for osteoarthritis (OA) treatment, its scientific proof remains uncertain. The aim of the present study evaluates the effects of Chulbu-tang on inflammatory responses in a monosodium iodoacetate (MIA)-induced osteoarthritis rat model. Methods OA rat model was established by MIA injection in intra-joint of rats. 7 days after, OA rats except OA control rats were administrated Chulbu-tang (100 or 200 mg/kg) or Indomathacin (5 mg/kg) once a day for 14 days. The weight-bearing ability of hind paws were measured when group isolation 0, 7, and 14 days. Western blotting was performed to examine the knockdown/overexpressing efficiency of Chulbu-tang. In addition, cartilage destruction was measured histologically. Results Chulbu-tang treatment significantly reduced the protein expressions of inflammatory mediators such as inducible nitric oxide synthase and cyclooxygenase 2, and inhibited inflammatory cytokines including tumor necrosis factor alpha, interleukin (IL)-1β, and IL-6 through nuclear factor-kappa B (NF-κB) inactivation. Moreover, anti-oxidant enzymes such as superoxide dismutase and glutathione peroxidase-1/2 through nuclear factor-erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) pathway significantly increased. Our findings indicate that Chulbu-tang has the potential therapeutic effect on OA through inhibiting the inflammatory responses via inactivating NF-κB signaling pathway. In addition, upregulation of Nrf2 led to anti-oxidant effects. Conclusions Taken together, Chulbu-tang is believed to have antioxidant, anti-inflammatory effects, and cartilage protection for arthritis-causing rats.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권5호
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• pp.697-704
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• 2013

본 실험에서는 primary culture된 연골세포 in vitro 실험모델과 MIA로 유발한 골관절염 in vivo 실험모델을 이용하여 꾸지뽕나무 잎 추출물의 관절염 예방 효과를 확인하였다. 먼저 MTT 시험법을 통해 세포 사용 적정농도를 $500{\mu}g/mL$ 이하로 결정하여 연골세포사멸 억제를 확인하고, 이를 근간으로 골관절염 동물실험 모델에서 골관절염 예방효과를 확인하였다. $H_2O_2$ 처리에 따른 산화적 독성으로 연골세포 사멸을 유도한 실험에서 꾸지뽕 잎 추출물은 정상세포 수준으로 사멸을 억제하였으며, 이러한 효과는 CTL80의 $200{\mu}g/mL$, CTL10의 $300{\mu}g/mL$ 농도에서 비교적 높게 나타났다. 교원질 합성을 억제하고 분해를 촉진시키는 MMPs(MMP-7, MMP-13)의 발현을 실시간 정량 PCR로 측정하여 발현변화를 살펴보았다. 그 결과 앞선 세포실험 결과와 마찬가지로 CTL80과 CTL10 처리군에서 발현이 유의적으로 낮아졌음을 살펴볼 수 있었다. 특히 CTL80에서 MMP-7과 MMP-13의 발현이 농도 유의적으로 감소하였으며, CTL10의 경우 200, $300{\mu}g/mL$ 농도에서 유의적으로 발현이 감소하는 것을 확인하였다. 세포실험 결과를 바탕으로 동물실험에서의 적정농도를 결정하였으며, 동물독성실험 결과 이상이 없음을 확인하고 실험을 진행하였다. 이때 세포실험결과 선정된 두농도(200, $300{\mu}g/mL$) 간의 차이가 미미하여 동물실험에 적용할 경우 비슷한 실험결과가 나타날 것으로 사료되어 두 실험군 간의 결과를 정확히 구분 짓기 위해 200, $500{\mu}g/mL$ 농도를 선정하여 사용하였다. 골관절염 유발 동물모델을 만들기 위해 SD rat의 관절강에 MIA를 injection 하였으며, 꾸지뽕 잎 에탄올 추출물 투여에 따른 관절염 예방 효과를 관찰하기 위해 관절염 유발 2주일 전부터 1일 1회 경구투여를 실시하고, 유발 후 3주간 지속적으로 투여하고 관찰하였다. 동물 관절의 병리학적 변화를 관찰하기 위하여 Micro-CT 촬영 및 분석을 실시한 결과 Control 군은 골의 강도와 밀도가 감소한 반면, 양성대조군인 MTX 투여군에서 정상군과 비슷한 수준으로 회복된 것을 확인하였고, CTL80-200군과 CTL10-500군에서 Control 군에 비해 유의적으로 수치가 감소하여 골관절염에 따른 손상이 감소한 것을 확인하였다. 동물의 관절조직의 H&E 염색을 통한 조직학적인 변화에서는 골관절염 유발로 연골세포의 손상과 뼈조직의 손상을 관찰하였으며 관절형태를 알아볼 수 없을 정도로 손상된 것을 확인하였다. 반면 CTL80과 CTL10에서는 관절강 세포의 형태가 정상군과 비슷한 둥근모양을 띤 양상을 보였으며 연골조직의 형태가 잘 유지되어 Control 군에 비해 꾸지뽕잎의 투여효과가 나타났음을 관찰하였다. 이상의 결과를 통하여 꾸지뽕 잎 에탄올 추출물은 높은 항관절염 효과가 있을 것으로 사료되며, 항관절염 효능을 지니는 기능성 소재로써 개발 가능성을 확인하였다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제22권2호
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• pp.163-172
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• 2018

PRF001 is a fragmented DNA polymer extracted from the testes of salmon. The purpose of this study was to assess the anti-inflammatory effect of PRF001 in vitro as well as the protective effect of PRF001 intake against arthritis in a rat model. In vitro, cell survival and inflammatory markers after $H_2O_2$ treatment to induce cell damage were investigated in CHON-001 cells treated with different concentrations of PRF001. In vivo, osteoarthritis was induced by intra-articular injection of monosodium iodoacetate (MIA) into the knee joints of rats. After consumption of PRF001 (10, 50, or 100 mg/kg) for 4 weeks, inflammatory mediators and cytokines in articular cartilage were investigated. In vitro, the levels of inflammatory markers, $IL-1{\beta}$, $TNF-{\alpha}$, COX-2, iNOS, and PGE2, were significantly suppressed by PRF001 treatment. In vivo, the inflammatory mediators and cytokines, $IL-1{\beta}$, p-Erk1/2, $NF-{\kappa}B$, $TNF-{\alpha}$, COX-2, and PGE2, as well as MMP3 and MMP7, which have catabolic activity in chondrocytes, were decreased in the MIA-induced osteoarthritic rats following intake of PRF001. Histological analysis revealed that PRF001 had a protective effect on the articular cartilage. Altogether, these results demonstrated that the anti-inflammatory property of PRF001 contributes to its protective effects in osteoarthritis through deregulating $IL-1{\beta}$, $TNF-{\alpha}$, and subsequent signals, such as p-Erk1/2, $NF-{\kappa}B$, COX-2, PGE2, and MMPs.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제36권4호
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• pp.261-271
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• 2011

측두하악관절에서 발생하는 골관절염은 저작시 통증, 개구제한, 관절잡음, 교합변화를 유발하여 환자의 삶의 질을 저하시키는데 관여하는 주요한 질환이다. 골관절염의 진행과정과 그에 따른 제어방법을 연구하기 위하여 다양한 연구방법이 시도되고 있다. 이 중 골조직면에서의 조직변화, 활막액의 성분변화, 활막의 조직변화, 주변조직의 변화, 통증에 대한 반응을 확인할 수 있는 동물모델이 주로 많이 이용된다. 본 연구에서는 실험동물에서 다양한 방법으로 측두하악관절 골관절염을 유도하여 하악관절표면에서 일어난 조직변화를 비교 관찰하였으며 각 동물모델의 연구 활용방안에 대하여 탐색하였다. 측두하악관절의 관절강에 monosodium iodoacetate (MIA) 와 interleukin-$1{\alpha}$(IL-$1{\alpha}$)를 직접 주입하여 약물로 관절염을 유도하여 관절조직면을 관찰하였다. 또한 여성호르몬인 에스트로겐에 의한 골변화를 확인하기 위하여 난소절제술로 인한 골다공증 유발모델에서의 하악관절을 관찰하였으며, 노화된 백서의 관절면을 확인함으로써 노화로 인한 골변화를 관찰하였다. Safranin-O 염색 법과 Masson's trichrome 염색법을 이용하여 각각의 관절면에서 세포배열의 변화, 콜라겐의 변화, 골조직의 변화 및 파괴양상에 대하여 확인하였고 Safranin-O의 양성반응을 확인하여 proteoglycans (PGs)의 조직내 분포를 추적하였다.