• 제목/요약/키워드: Osteoblast differentiation

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이프리플라본을 함유한 생분해성 미립구의 제조와 특성분석 (Preparation and Characteristics of Ipriflavone-Loaded PLGA Microspheres)

  • 이진수;강길선;이종문;신준현;정제교;이해방
    • 폴리머
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    • 제27권1호
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    • pp.9-16
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    • 2003
  • 골다공증 치료제 이프리플라본 (IP)은 조골세포의 분화와 증식을 자극하고 에스트로겐의 존재로 칼시토닌 분비를 강화한다. 조절 가능한 생분해성과 생체적합성으로 인하여 락타이드-글라이콜라이드 공중합체 (PLGA)는 약물방출조절을 연구하는데 가장 적합한 고분자중의 하나이다. 본 연구에서 IP가 함유된 PLGA 미립구는 일반적인 O/W 용매 증발법으로 제조하였으며, 미립구의 크기는 5~200 $mu extrm{m}$의 범위에 있었다. 미립구의 형태는 SEM으로 관찰하였고, 생체외 방출실험에서 IP 방출량은 HPLC로 분석 하였다. 젤라틴 및 PVA등의 유화제 사용으로 가장 높은 약물 포접율을 얻을 수 있었다. 미립구의 형태, 크기 및 약물 방출 패턴은 PLGA의 분자량 (8, 20, 33 및 90 kg/mol), 고분자용액의 농도 (2.5, 5, 10 및 20%), 유화제의 종류 (PVA, gelatin 및 Tween 80), 초기 약물 함유량 (5, 10, 20 및 30%) 및 교반속도 (250, 500 및 1000 rpm) 등과 같은 여러 제조 변수들에 의하여 조절할 수 있음을 알 수 있었다. 생체외 방출실험에서 IP 방출은 제조조건을 조절함으로써 거의 영차방출 형태로 30일 이상으로 지속적이었다 또한, XRD와 DSC로 IP 함유 PLGA 미립구의 물리화학적인 성질을 조사하여 방출메카니즘을 고찰하였다.

Unique cartilage matrix-associated proteins에 의한 MC3T3-E1 조골세포에서의 고혈당 스트레스 완화 효과 (Unique Cartilage Matrix-Associated Protein Alleviates Hyperglycemic Stress in MC3T3-E1 Osteoblasts)

  • 주현영;박나래;김정은
    • 생명과학회지
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    • 제33권11호
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    • pp.851-858
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    • 2023
  • Unique cartilage matrix-associated protein (UCMA)은 γ-카르복실화(Gla) 잔기가 풍부한 간외 비타민 K 의존 단백질이다. UCMA는 조골세포 분화를 촉진하고 뼈 형성을 강화한다고 보고되고 있지만 고혈당 스트레스 하에서 조골세포에 미치는 영향에 대해서는 아직 알려진 바가 없다. 본 연구에서는 고혈당 조건하에서의 MC3T3-E1 조골세포에서 UCMA 효과를 조사하기 위해 MC3T3-E1 조골세포를 높은 포도당에 노출한 후 재조합 UCMA 단백질을 처리하였다. MC3T3-E1 세포에서 활성 산소종(ROS)의 생성은 고혈당 조건하에서 증가했으나 UCMA 단백질 처리 후 감소했음을 CellROX 및 MitoSOX 염색으로 확인하였다. 또한 고혈당 조건에서 UCMA 단백질을 함께 처리한 MC3T3-E1 세포에서 정량적 중합효소 연쇄반응 결과, 항산화 유전자인 nuclear factor erythroid 2-related factor 2 와 superoxide dismutase 1 발현이 증가하였다. 동일 조건하에서 UCMA 단백질 처리에 의해 heme oxygenase-1 발현 감소와 함께 세포질에서 핵으로의 전위가 감소되었고, 미토콘드리아 분열에 관여하는 dynamin-related protein 1 발현이 증가하였으며, AKT 신호 활성은 억제되었다. 종합적으로 UCMA는 고혈당에 노출된 조골세포에서 ROS 생성을 완화하고, 항산화 유전자 발현을 증가시키고, 미토콘드리아 역학에 영향을 미치며, AKT 신호를 조절하는 것으로 보인다. 본 연구는 UCMA의 세포 메커니즘에 대한 이해를 돕고, 대사 장애 관련한 골 합병증에 대한 새로운 치료제로서의 잠재적 사용 가능성을 제시하고 있다.

적송잎 추출물이 조골세포의 collagen 합성에 미치는 영향 (Effect of Pine (Pinus densiflora) Needle Extracts on Synthesis of Collagen in Osteoblastic MC3T3-E1 Cells)

  • 전민희;김영경;박용수;황현정;김성구;이상현;최인순;김미향
    • 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.

백서태자두개관에서 분리한 세포의 약리학적 및 생화학적 특성에 관한연구 (Pharmacological and Biochemical Characterization of Cells Isolated from Fetal Rat Calvaria)

  • 한남수;정동균;모리 마사카주
    • 대한약리학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.193-207
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    • 1990
  • Transforming growth factor ${\beta}(TGF-{\beta})$는 많은 세포의 증식, 분화 및 여러가지 세포기능에 대해 다양한 조절기능을 갖고 있는 multifunctional polypeptide로 알려져 있다. $TGF-{\beta}$는 골기질에 상당량 존재하며 골조직 대사에 대해 광범위한 영향을 나타낸다. 여러가지 연구결과에 의해 기질과 연관된 $TGF-{\beta}$는 골세포 자체의 산물로 여겨지고 있으나 골조직세포군중 어느종류의 세포가 $TGF-{\beta}$를 형성하는지에 대해서는 논란이 되고 있다. 본 연구는 $TGF-{\beta}$를 형성하는 골조직세포를 규명하고 $TGF-{\beta}$가 서로 다른 세포들에 미치는 영향을 관찰하고자 하였다. 본 실험에 필요한 특정골조직세포군을 얻기 위하여 백서태자두개관을 연속효소처리하여 수집한 골조직세포군의 생화학적 특성규명을 시행하였다. 효소 처리후 초기에 유리되는 세포는 섬유아세포의 특성을 보이며 후기에 유리되는 세포는 acid 및 alkaline phosphatase 활성과 부갑상선호르몬, calcitonin, prostaglandin $E_{2}$에 대한 c-AMP의 반응 및 교원 단백질합성등을 통해 볼때 조골세포유사세포로 보여진다. 골조직과 두개관세포 추출물의 Polyacrylamlde gel과 immunoblot analysis에 의해 골조직내에 $TGF-{\beta}$의 존재와 골세포에 의한 $TGF-{\beta}$의 생성을 확인하였다. 두개관 세포 추출물의 분석에서 모든 세포군에서 $TGF-{\beta}$가 합성되는 것을 관찰하였다. 외부에서 $TGF-{\beta}$를 가한 경우 무혈청 배지에서 골조직 증식에 대해 두가지 양상의 반응을 보였다. 조골세포 유사세포에서는 촉진하는 반응을 보였으나 섬유아세포군에서는 억제반응을 나타냈다. 반면에 교원 및 비교원 단백질 합성에 있어서는 모든 두개관세포군이 촉진반응을 보였다. 단백질 합성증가는 교원단백에 특이성이라기 보다는 일반적인 증가로 보여진다. 또한 단백질합성증가에 대한 $TGF-{\beta}$의 영향은 세포증식과의 관련성이 없는 것으로 사료된다. 결국 골세포에 의한 $TGF-{\beta}$의 생성과 여러 세포군에 대한 서로 다른 작용으로 보아 $TGF-{\beta}$는 autocrine과 paracrine 양상으로 세포기능을 조절함으로써 골조직 대사를 조절하는 중요한 기능을 발휘하는 것으로 사료된다.

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Interleukin-10 이 $interleukin-1{\beta}$로 유도되는 골흡수에 미치는 효과 (EFFECT OF INTERLEUKIM-10 ON THE BONE RESORPTION INDUCED BY INTERLEUKIN-1B)

  • 유윤정;강윤선;이승일
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제24권2호
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    • pp.321-339
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    • 1994
  • The cytokines released by osteoblasts induce bone resorption via the differentiation of osteoclast precursors. In this process, $interleukin-1{\beta}$($IL-1{\beta}$)-induced bone resorption is mediated by granulocyte macrophage-colony stimulation factor(GM-CSF), interleukin-6 (IL-6), and tumor necrosis factor ${\alpha}$($TNF-{\alpha}$) released from osteoblasts. Since these cytokines (GM-CSF, IL-6, $TNF-{\alpha}$) are produced by not only osteoblasts but also monocytes, and interleukin-10(I1-10) inhibits the secretion of these cytokines from monocytes, it may be speculated that IL 10 could modulate the production of GM-CSF, IL-6, and $TNF-{\alpha}$ by osteoblasts, then control $IL-1{\beta}-induced$ bone resorption. Therefore, the aims of the present study were to examine the effects of IL-10 on bone resorption. The sixten or seventeen-day pregnant ICR mice were injected with $^{45}Ca$ and sacrificed one day after injection. Then fetal mouse calvaria prelabeled with $^{45}Ca$ were dissected out. In order to confirm the degree of bone resorption, mouse calvaria were treated with Lipopolysaccharide(LPS), $TNF-{\alpha}$, $IL-1{\alpha}$, IL-8, $IL-1{\beta}$, and $IL-1{\alpha}$, Then, IL-10 and $interferon-{\gamma}$ ($IFN-{\gamma}$) were added to calvarial medium, in an attempt to evaluate the effect of $IL-1{\beta}-induced$ bone resorption. In addition, osteoclasts formation in bone marrow cell cultures, and the concentration of IL-6, $TNF-{\alpha}$, and GM-CSF produced from mouse calvarial cells were investigated in response to $IL-1{\beta}$ alone and simultaneously adding f $IL-1{\beta}$ and IL-10. The degree of bone resorption was expressed as the ratio of $^{45}Ca$ release(the treated/the control). The osteoclasts in bone marrow cultures were indentified by tartrate resistant acid phosphatase(TRAP) stain and the concentration of the cytokines was quantified using enzyme linked immunosorbent method. As results of these studies, bone resorption was induced by LPS(1 ng/ml ; the ratio of $^{45}Ca$ release, $1.14{\pm}0.07$). Also $IL-1{\beta}$(1 ng/ml), $IL-1{\alpha}$(1 ng/ml), and $TNF-{\alpha}$(1 ng/ml) resulted in bone resorption(the rations of $^{45}Ca$ release, $1.61{\pm}0.26$, $1.77{\pm}0.03$, $1.20{\pm}0.15$ respectively), but IL-8 did not(the ratio of $^{45}Ca$ release, $0.93{\pm}0.21$). The ratios of $^{45}Ca$ release in response to IL-10(400 ng/ml) and $IFN-{\gamma}$(100 ng/ml) were $1.24{\pm}0.12$ and $1.08{\pm}0.04$ respectively, hence these cytokines inhibited $IL-1{\beta}$(1 ng/ml)-induced bone resorption(the ratio of $^{45}Ca$ release $1.65{\pm}0.24$). While $IL-1{\beta}$(1 ng/ml) increased the number of TRAP positive multinulcleated cells in bone marrow cultures($20{\pm}11$), simultaneously adding $IL-1{\beta}$(1 ng/ml) and IL-10(400 ng/ml) decreased the number of these cells($2{\pm}2$). Nevertheless, IL-10(400 ng/ml) did not affect the IL-6, GM-CSF, and $TNF-{\alpha}$ secretion from $IL-1{\beta}$(1 ng/ml)-activated mouse calvarial cells. From the above results, it may be suggested that IL-10 inhibites $IL-1{\beta}-induced$ osteoclast differntiation and bone resorption. However, the inhibitory effect of IL-10 on the osteoclast formation seems to be mediated not by the reduction of IL-6, GM-CSF, and $TNF-{\alpha}$ production, but by other mechanisms.

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홍화씨 분획 추출물이 치주인대 섬유아세포와 MC3T3-E1 세포에 미치는 영향 (The effect of safflower seed fraction extract on periodontal ligament fibroblast and MC3T3-E1 cell in vitro)

  • 허지선;강정화;유윤정;김창성;조규성;최성호
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제31권4호
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    • pp.833-846
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    • 2001
  • Recently, use of natural medicine is getting more attention, and some of them are believed to be effective in the treatment of periodontitis. Among them, the seeds of safflower(Carthamus tinctrorius L.) have been proven to be effective through its use in bone diseases such as fracture and osteoporosis. During the last few years, studies using the seeds of safflower gown in Korea have been active, and it has been reported that safflower seed extract increase the proliferation and the alkaline phosphatase(ALP) activity of human periodontal ligament fibroblast(hPDLF), osteoblast, and that they promote the mineralization process. In animal studies, when safflower seed extract were administered orally new bone formation was promoted. Recently, in an effort to find out the most effective osteogenic components, among many components of the safflower seed, various safflower seed fraction extracts were obtained by multistep extraction of the safflower components using various solvents. Among these, saf-M-W fraction extracted by methanol and water was most effective in increasing osteogenic potential of osteoblasts. In this study, the effect of safflower seed fraction extract, saf-M-W, on the growth and differentiation of hPDLF and MC3T3-E1 cell was investigated. The toxicity of saf-M-W on both cells was measured using M'IT(3-(4,5dimethylthiazol-2-y1)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide) test, and ALP activity was measured using the colorimetric assay of hPDLF. In addition, in MC3T3-El cells, the expression of ALP, bone sialoprotein(BSP) mRNA was observed using Northern blot, and the mineralized nodule formation Was observed using von Kossa stain and phase-contrast microscope. 1. In concentrations below $10{\mu}g/ml$, saf-M-W didn't show any toxicity on hPDLF and MC3T3-El cell. 2. The change in saf-M-W concentration had no effect on the ALP activity of hPDLF. 3. In MC3T-E1 cells, mRNA expressions of ALP and BSP were greater in the experimental group treated with $10{\mu}g/ml$ concentration of saf-M-W compared with the control group. 4. In MC3T3-El cells, abundance of mineralized nodules were formed in the experimental group treated with $10{\mu}g/ml$ Concentration of saf-M-W, while no mineralized nodule was formed in the control group. These results suggest that safflower seed fraction extract, saf-M-W. didn't show any toxicity on hPDLF and MC3T3-E1 cell at concentrations below $10{\mu}g/ml$ and effectively enhanced the differentiation and osteogenic potential of MC3T3-El cell.

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FGF signaling이 연골 형성에 미치는 영향 (THE EFFECT OF FIBROBLAST GROWTH FACTOR SIGNALING ON CARTILAGE FORMATION)

  • 박충제;이상원;남순현;김영진;류현모;김현정
    • 대한소아치과학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.643-653
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    • 2003
  • 막내골화와 연골내골화 등의 정상적인 골격 성장은 섬유아세포 성장인자 (FGF) 와 이들 수용체들 (FGFR) 에 의한 신호 전달체계에 의해 조절된다. 또한 전사조절인자인 Runx2 ($Cbfa1/Pebp2{\alpha}A/AML3$) 는 골아세포분화 뿐만 아니라 골형성에도 필수적인 유전자로 알려져 있다. FGF signaling이 mouse의 두개관과 하악에서의 연골 형성에 어떤 영향을 미치고 있으며, 이 과정에서 Runx2의 연관성을 알아보고자 in vivo 및 in vitro 실험을 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 두개관과 하악을 Alcian blue 염색한 결과 시상두개봉합부 연골은 태생 16일부터, Meckel's 연골은 태생11일부터 형성되기 시작하였다. 이들 연골세포들의 성상을 알아보기위한 in situ hybridization 결과 시상두개봉합부 연골 및 Meckel's 연골 모두에서 type II collagen은 발현되었으나, Type X collagen은 발현되지 않았다. Runx2 mRNA는 시상두개봉합부 연골과 Meckel's 연골 모두에서 발현되지 않았지만, 이들 연골들의 가장자리를 둘러싸고 있는 독특한 발현양상을 나타내었다. 두개봉합부에서의 FGF2 protein의 국소적 적용은 두개봉합부 하방의 연골형성을 억제하였다. 또한 하악의 Meckel's 연골 발생 부위에 FGF2 protein의 국소적 적용 역시 Meckel's 연골의 형성을 억제하였다. FGF2 protein은 시상두개봉합부상의 bead 주위로 Runx2의 발현을 유도하였다. 이 결과들을 종합해볼 때, FGF signaling은 골아세포와 연골아세포가 공존하고 있는 조직에서의 연골 형성을 억제하고 있음을 시사해 주고 있으며, 이 과정에서 FGF signaling은 부분적으로 Runx2 유전자의 발현을 조절하므로써 연골세포의 증식과 분화에 관여할 것으로 사료된다.

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톳 분획물이 조골세포의 증식 및 분화에 미치는 영향 (Effect of Hijikia fusiforme Fractions on Proliferation and Differentiation in Osteoblastic MC3T3-E1 Cells)

  • 전민희;김미향
    • 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.

Prostaglandin과 Dibutyryl cAMP가 조골세포의 활성과 파골세포 형성에 미치는 영향 (The Effects of Prostaglandin and Dibutyryl cAMP on Osteoblastic Cell Activity and Osteoclast Generation)

  • 목성규;유형근;신형식
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제26권2호
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    • pp.448-468
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    • 1996
  • To maintain its functional integrity, bone is continuously remodelled by a process involving resorption by osteoeclasts and formation by osteoblasts, In order to respond to changes in the physical environment or to trauma with the relevant action, this process is strictly regulated by locally synthesized or systemic fators, Prostaglandin $E_2(PGE_2$) is perhaps one of the best studied factors, having been known to affect bone cell function for several decades.$PGE_2$ has both anabolic and catabolic activities. Excess of $PGE_2$ has been implicated in a number of pathological states associated with bone loss in a number of chronic inflammatory conditions such as periodontal disease and rheumatoid arthritis. $PGE_2$ and other arachidonic acid metabolites have been shown to be potent stimulators of osteoclastic bone resorption in organ culture. The anabolic effects of $PGE_2$ were first noticed when an increase in periosteal woven bone formation was seen after the infusion of $PGE_2$ into infants in order to prevent closure of the ductus arteriosus. The cellular basis for the catabolic actions of $PGE_2$ has been well characterized. $PGE_2$increases osteoclast recruitment in bone marrow cell cultures. Also $PGE_2$ has a direct action on osteoclast serving to inhibit activity and can also indirectly activate osteoclast via other cells in the vicinity, presumably osteoblast. The cellular mechanisms for the anabolic actions of $PGE_2$ are not nearly so well understood. The purpose of this paper was to study the effects of $PGE_2$ and dibutyl(DB)cAMP on osteoblastic clone MC3T3El cells and on the generation of osteoclasts from their precursor cells. The effect of $PGE_2$ and DBcAMP on the induction of alkaline phoaphatase(AlP) was investigated in osteoblastic clone MC3T3El cells cultured in medium containing 0.4% fetal bovine serum. $PGE_2$ and DBcAMP stimulated ALP activity and MTT assay in the cells in a dose-dependent manner at concentrations of lO-SOOng/ml. Cycloheximide, protein synthesis inhibitor, inhibited the stimulative effect of $PGE_2$ and DBcAMP on ALP activity in the cells. $PGE_2$also increased the intracellular cAMP content in a dose-dependent fashion with a maximal effect at 500ng/ml. The effect of $PGE_2$ on the generation of osteoclasts was investigated in a coculture system of mouse bone marrow cells with primary osteoblastic cells cultured in media containing 10% fetal bovine serum.After cultures, staining for tartrate-resistant acid phosphatase(TRAP)-marker enzyme of osteoclast was performed. The TRAP(+) multinucleated cells(MNCs), which have 3 or more nuclei, were counted. More TRAP(+) MNCs were formed in coculture system than in control group. $PGE_2(10^{-5}10^{-6}M)$ stimulated the formation of osteoclast cells from mouse bone marrow cells in culture. $PGE_2(10^{-6}M)$ stimulated the formation of osteoclast cells from mouse bone marrow cells in coculture of osteoblastic clone MC3T3E1 cells This results suggest that $PGE_2$ stimulates the differentiation of osteoblasts and generation of osteoclast, and are involved in bone formation, as well as in bone resorption.

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천년초 추출물이 조골세포의 증식과 ROS소거능에 미치는 영향 (ROS Scavenging Effect and Cell Viability of Opuntia humifusa Extract on Osteoblastic MC3T3-E1 Cells)

  • 황현정;정복미;김미향
    • 생명과학회지
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    • 제21권12호
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    • pp.1752-1760
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    • 2011
  • 우리나라에서 자생하고 있는 천년초는 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 천년초 추출물이 세포 증식에 미치는 영향과 ALP 활성, 조골세포의 골 형성을 위한 필수 인자인 collagen 합성에 대한 영향을 검토하고 세포사의 주요 인자인 ROS 에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 각 추출물의 수율은 껍질 열수 추출물이 35.2%로 가장 수율이 높았고, 다음으로 줄기 열수 추출물, 껍질 에탄올 추출물, 씨 열수 추출물, 줄기 에탄올 추출물 순으로 나타났으며, 수율이 가장 낮은 씨 에탄올 추출물은 20.6%였다. 각 추출물의 농도(1, 10 50, $100{\mu}g/ml$)에 따른 조골세포 성장에 미치는 영향을 MTT assay로 분석한 결과, 모든 군에서 대조군과 비교하여 유의적인 증식률을 나타내었으며 특히, $100{\mu}g/ml$ 씨 열수 추출물을 첨가하였을 때, 대조군과 비교하여 가장 높은 120% 정도의 증식률을 나타내었다. 천년초 추출물이 ALP 활성에 미치는 영향을 조사한 결과, 천년초 추출물을 $10\sim50{\mu}g/ml$ 첨가하였을 때, 대조군과 비교하여 유의적으로 증가하였으며 특히, 씨 에탄올 추출물을 $50{\mu}g/ml$ 첨가하였을 때, 130% 이상의 ALP 활성을 증가시켜 조골세포의 분화에 영향을 줄 가능성이 제시 되었다. 천년초 추출물이 조골세포의 collagen 합성에 미치는 실험결과에서는 천년초 씨 열수 추출물과 씨 에탄올 추출물의 $50\sim100{\mu}g/ml$ 농도에서 높은 합성능을 나타내었으며 그 중 씨 열수 추출물 $100{\mu}g/ml$ 농도에서 가장 높은 collagen 합성능을 보였다. 천년초 추출물이 세포내 ROS생성에 미치는 영향을 실험한 결과에서는 모든 천년초 추출물 처리에 의해 농도 의존적으로 형광 강도가 감소하는 경향을 보였으며 특히, 씨 열수 추출물의 $100{\mu}g/ml$ 경우, 대조군에 비해 54% 정도 ROS가 감소되어 천년초씨 추출물이 세포 내에서 높은 항산화력이 있는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 천년초 추출물이 조골세포의 증식, ALP 활성, collagen 합성 및 ROS 생성 저해를 촉진하여 골 생성에 영향을 줄 수 있는 것이 확인되었으며, 추출 용매와 관계없이 씨 추출물이 가장 높은 활성을 나타내었다. 천년초 씨 중의 활성 성분 구명을 위해 향후 구체적 기작 연구와 in vivo 연구가 병행된다면, 골다공증 예방과 관련된 기능성 식품의 천연소재 개발이 가능할 것이라 사료된다.