• 한국자원식물학회지
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• 제23권2호
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• pp.157-164
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• 2010

본 연구에서는 해당화의 과육(RRF)과 종자(RRS) 부위의 추출물이 골다공증 및 골질환에 미치는 영향을 연구하기 위하여 각각 조골세포의 세포 증식능과 LPS로 유도된 염증상태에서 전구-파골세포가 염증유발 물질로 분비하는 NO와 TNF-$\alpha$ 분비 억제 조절능을 측정하였다. 또한, 과육(RRF)과 종자(RRS)가 골다공증 및 골질환이 빈번하게 발생하는 노화된 상태에서도 적용할 수 있는지 확인하기 위하여 정상생쥐와 노화생쥐로부터 분리한 비장세포에서 B 림프구와 T 림프구의 세포 증식능을 측정하였다. 연구 결과에서 과육(RRF)과 종자(RRS)는 그 효능과 농도에서 차이를 나타내었으나, 모두에서 조골세포의 세포 증식효과와 LPS에 의한 NO 분비 억제효과를 보였으며, TNF-$\alpha$ 조절에는 영향을 나타내지 않았다. 그러나 종자(RRS)는 $500\;{\mu}g/m{\ell}$에서 pre-osteoclastic cell에 세포 독성을 보였으며, LPS 에 의해 유도 증가된 TNF-$\alpha$의 분비도 오히려 증가시켰다. 따라서 과육(RRF)이 종자(RRS)보다 안전하고 효능성 있게 사용할 수 있음을 나타내었다. 정상 및 노화생쥐의 비장 세포에 대한 림프구 증식효과에서도 과육(RRF)과 종자(RRS)는 모두 비장세포 증식을 나타내었고, ConA 처리에 의한 T세포 증식에도 효과를 나타내었다. 그러나 LPS에 의한 B림프구의 세포증식효과에서 과육(RRF)의 경우에는 효과를 나타내지 않았나, 종자(RRS) $1000\;{\mu}g/m{\ell}$에서는 LPS 처리에 의한 B림프구의 증식을 오히려 감소시킴으로써 B 림프구의 면역을 억제할 수 있음을 나타내었다. 과육(RRF)과 종자(RRS)는 정상 및 노화생쥐에서 같은 양상을 보임으로써 노화된 상태에서 특별히 다른 효과를 보이지는 않았으나, 종자(RRS)가 LPS에 의한 B세포의 증식에 오히려 감소효과를 나타낸 점을 고려할 때, 종자(RRS)에 대해서는 처리 농도와 효능에 대한 연구가 더욱 이루어져야 할것으로 생각되며, 과육(RRF)이 노화 및 정상상태에서의 골다공증 및 골질환에 좀 더 안전하고 효능성 있게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 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.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제42권3호
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• pp.73-80
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• 2012

Purpose: The purpose of this study was to investigate the effects of the immunosuppressants FK506 and cyclosporin A (CsA) on the osteogenic differentiation of rat mesenchymal stem cells (MSCs). Methods: The effect of FK506 and CsA on rat MSCs was assessed in vitro. The MTT assay was used to determine the deleterious effect of immunosuppressants on stem cell proliferation at 1, 3, and 7 days. Alkaline phosphatase (ALP) activity was analyzed on days 3, 7, and 14. Alizarin red S staining was done on day 21 to check mineralization nodule formation. Real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) was also performed to detect the expressions of bone tissue-specific genes on days 1 and 7. Results: Cell proliferation was promoted more in the FK506 groups than the control or CsA groups on days 3 and 7. The FK506 groups showed increased ALP activity compared to the other groups during the experimental period. The ALP activity of the CsA groups did not differ from the control group in any of the assessments. Mineralization nodule formation was most prominent in the FK506 groups at 21 days. RT-PCR results of the FK506 groups showed that several bone-related genes-osteopontin, osteonectin, and type I collagen (Col-I)-were expressed more than the control in the beginning, but the intensity of expression decreased over time. Runx2 and Dlx5 gene expression were up-regulated on day 7. The effects of 50 nM CsA on osteonectin and Col-I were similar to those of the FK506 groups, but in the 500 nM CsA group, most of the genes were less expressed compared to the control. Conclusions: These results suggest that FK506 enhances the osteoblastic differentiation of rat MSCs. Therefore, FK506 might have a beneficial effect on bone regeneration when immunosuppressants are needed in xenogenic or allogenic stem cell transplantation to treat bone defects.

• Nutrition Research and Practice
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• 제1권1호
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• pp.29-35
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• 2007

Trace mineral studies involving metal ion chelators have been conducted in investigating the response of gene and protein expressions of certain cell lines but a few had really focused on how these metal ion chelators could affect the availability of important trace minerals such as Zn, Mn, Fe and Cu. The aim of the present study was to investigate the availability of Zn for the treatment of MC3T3-E1 osteoblast-like cells and the availability of some trace minerals in the cell culture media components after using chelexing resin in the FBS and the addition of N,N,N',N'-tetrakis-(2-pyridylmethyl)ethylenediamine (TPEN, membrane-permeable chelator) and diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA, membrane-impermeable chelator) in the treatment medium. Components for the preparation of cell culture medium and Zn-treated medium have been tested for Zn, Mn, Fe and Cu contents by atomic absorption spectrophotometer or inductively coupled plasma spectrophotometer. Also, the expression of bone-related genes (ALP, Runx2, PTH-R, ProCOL I, OPN and OC) was measured on the cellular Zn depletion such as chelexing or TPEN treatment. Results have shown that using the chelexing resin in FBS would significantly decrease the available Zn (p<0.05) $(39.4{\pm}1.5{\mu}M\;vs\;0.61{\pm}10.15{\mu}M)$ and Mn (p<0.05) $(0.74{\pm}0.01{\mu}M\;vs\;0.12{\pm}0.04{\mu}M)$. However, levels of Fe and Cu in FBS were not changed by chelexing FBS. The use of TPEN and DTPA as Zn-chelators did not show significant difference on the final concentration of Zn in the treatment medium (0, 3, 6, 9, $12{\mu}M$) except for in the addition of higher $15{\mu}M\;ZnCl_2$ which showed a significant increase of Zn level in DTPA-chelated treatment medium. Results have shown that both chelators gave the same pattern for the expression of the five bone-related genes between Zn and Zn+, and TPEN-treated experiments, compared to chelex-treated experiment, showed lower bone-related gene expression, which may imply that TPEN would be a stronger chelator than chelex resin. This study showed that TPEN would be a stronger chelator compared to DTPA or chelex resin and TPEN and chelex resin exerted cellular zinc depletion to be enough for cell study for Zn depletion.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제28권2호
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• pp.111-117
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• 2006

An area of current research is investigating the app1ication of human mesenchymal stem cells or hMSCs as a cell-based regenerative therapy. In order to achieve effective bone regeneration, appropriate matrices functioning as cell-carriers must be identified and optimized in terms of function, efficacy and biocompatibility. Two methods of approaching optimization of matrices are to facilitate adhesion of the donor hMSCs and furthermore to facilitate recruitment of host progenitor cells to osteoblastic differentiation. Pleiotrophin is an extracellular matrix protein that was first identified in developing rat brains and believed to be associated with developing neuronal pathways. A recent publication by Imai and colleagues demonstrated that transgenic mice with upregulated pleiotrophin expression developed a greater volume of cortical as well as cancellous bone. The proposed mechanism of action of pleiotrophin is demonstrated here. Through either environmental stresses and/or intracellular regulation, there is an increase in pleiotrophin production. The pleiotrophin is released extracellularly into areas requiring bone deposition. A receptor-mediated process recruits host osteoprogenitor cells into these areas. Therefore, the aim of our study was to investigate the osteoconductive properties of pleiotrophin. We wanted to determine if pleiotrophin coating facilitates cellular adhesion and furthermore if this has any effect on hMSCs derived bone formation in an animal model. The results showed a dose dependent response of cellular adhesion in fibronectin samples, and cellular adhesion was facilitated with increasing pleiotrophin concentrations. Histologic findings taken after 5 weeks implantation in SCID mouse showed no presence of bone formation with only a dense fibrous connective tissue. Possible explanations for the results of the osteogenesis assay include inappropriate cell loading.

• 생명과학회지
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• 제33권1호
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• pp.64-72
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• 2023

심장 발생과정에 관여하는 주요 전사인자들의 기능에 대한 규명 등의 발전에도 불구하고 줄기 세포에서 매우 효율적인 심근 세포로의 분화를 촉진하는 새로운 생체 활성 분자를 찾는 것이 여전히 필요하다. 마우스배아줄기세포(mESC) 유래 심근세포의 Illumina 발현 마이크로어레이 데이터를 분석하였다. 미분화 mESCs와 비교하여 mESC 유래 심근세포에서 4배 이상 유전자 발현이 증가한 276개 유전자가 스크리닝되었다. Secreted phosphoprotein 2 (Spp2)는 후보물질 중 하나이며 bone morphogenetic protein 2 (BMP2)에 대한 슈도수용체로서 BMP2 신호 전달을 억제하는 것으로 알려져 있다. 그러나 심근 형성과의 연관성은 알려진 바 없다. 우리는 mESC 세포주인 TC-1/Kh2와 E14를 이용하여 기능성 심근세포로 분화하는 동안 Spp2 발현이 증가함을 검증하였다. 흥미롭게도, Spp2 분비는 배아체(embryoid body, EBs) 형성 후 3일차에 일시적으로 증가했는데, 이는 Spp2의 분비가 ESCs의 심근세포로의 분화에 관여함을 시사한다. Spp2의 기능을 분석하기 위해, 우리는 BMP2를 처리하면 분화 경로를 근모세포에서 골모세포로 전환되는 특성을 가진 C2C12 마우스 근모세포 세포주를 사용하여 실험을 수행하였다. mESCs의 분화와 유사하게, Spp2의 전사는 C2C12 근모세포가 근관으로 분화됨에 따라 증가하였다. 특히, 분화 초기 단계에서 Spp2의 세포외 분비가 극적으로 증가하였다. 또한, Spp2-Flag 재조합 단백질로 처리하면 C2C12 근모세포의 근관으로의 분화가 촉진되었다. 종합하면, ESCs를 심근 세포로 분화시키는 새로운 생체 활성 단백질로 Spp2를 제안한다. 이것은 심근형성의 분자 경로를 이해하고 허혈성 심장질환에 대한 줄기세포 요법의 실험적 또는 임상적 발전을 촉진하는 역할을 할 것으로 기대한다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제32권3호
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• pp.445-456
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• 2002

치주조직 재생을 위해서는 새로운 백악질과 치조골 그리고, 치주인대의 재생이 필요하며, 이러한 재생을 담당할 세포의 분화가 필수적이다. 이러한 분화를 담당하는 것은 치주인대세포이며, 이 중 골아세포의 분화가 중요하다. 본 실험의 목적은 치주조직 재생에 있어서 중요한 요소인 치주인대세포의 골아세포성 세포로의 분화를 관찰하며, Dex가 광물화에 미치는 영향과 농도에 따른 차이를 알아보고자 시행하였다. 또한, 광물화시 발현되는 여러 골기질 단백질 중 Matrix GlaProtein의 발현양상도 관찰하였다. 교정치료를 목적으로 내원한 환자의 제1소구치 부위의 정상치은을 절제하고, 건강한 제1소구치를 발거하여 치은섬유아세포와 치주인대세포를 분리, 배양하여, ascorbic acid와 ${\beta}$-glycerophosphate 투여군을 실험1군, ascorbic acid, ${\beta}$-glycerophosphate, Dex 100nM 투여군을 실험 2군, ascorbic acid, ${\beta}$-glycerophosphate, Dex $5{\mu}M$ 투여군을 실험3군, 그리고, 단순 배양만 시킨군을 대조군으로 하여 비교하였다. 시간경과에 따른 치주인대세포 형태의 변화 양상은 초기에 방추형 혹은 다각형의 단일층 형태에서 7일경에는 세포 크기와 수가 증가하여 복합층 형태로 변화했으며, 배양 14일 이후에는 세포들의 방향성이 없어지고, 더욱 치밀해 졌다. 골 결절형성은 치주인 대세포의 Dex 투여군에서만 21일째에 나타났으며, $5{\mu}M$ 투여군에서 100nM 투여군보다 더 많이 나타났다. ALP 활성도를 비교해보면 치주인대세포에서 0, 7일 경에는 활성도를 보이지 않았으며, 14일경에 높은 활성도롤 나타냈으며, 21일에도 비슷한 활성도를 유지하였다. MGP 유전자 발현 양상은 대조군과 실험군 모두에서 Matrix Gla Protein에 대한 유전자의 발현이 나타났으며，그 발현양상은 모든 시기에서 일정하였다. 이상의 결과로 보아 치주인대세포는 골아세포로의 분화가 가능하며, Dex는 농도의존적으로 광물화에 영향을 미치는 것으로 사료된다. 그리고, MGP는 치주인대세포에서 발현이 감지되었으며, 광물화에는 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다.

• 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.

• Journal of Acupuncture Research
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• 제22권3호
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• pp.13-22
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• 2005

손상된 조직의 보호와 항염증작용이 있는 것으로 알려진 유근피를 수액추출하여 골다공증의 치료에 응용 가능한가를 실험하였다. 이전의 실험에서 유근피 추출액이 파골세포를 함유한 장골세포의 치료를 통해 Cathepsin K를 억제하는 것을 확인 하였었다. 이를 통하여 유근피는 골다공증 치료에서 골재흡수억제제로 서의 prodrug의 역할을 할 수 있음을 시사하였다. 본 실험에서는 MC3T3-El pre-osteoblastic 세포조직을 이용하여 골화를 유발한 상태에서 유근피가 골아세포의 성장과 감작에 대한 것을 in vitro로 연구하였다. 이 결과 유근피는 용량과 시간의존적으로 ALP의 활동을 향상시킴으로써 강화작용이 있음을확인할 수 있었다. 투여량은 최소치 $50{\mu}g/m{\ell}$에서 최대치 $150{\mu}g/m{\ell}$에서 관찰되었다. $100{\mu}g/m{\ell}$ UD에서 bone morphogenetic protein-2의 향상을 관찰할 수 있었으며, MC3T3-El 세포내의 ALP mRNA농도역시 증가 하였다. $60{\mu}g/m{\ell}$ UD에서 Type I collagen mRNA에 대해서 오랜 배양 기간 동안 약간의 증가를 나타내었으나 15-20일 사이의 배양에서는 급격히 유전자 발현을 억제하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 골아 세포의 감작을 통해 유근피가 골대사에 영향을 미침을 시사하는 것이다. 그러므로 추후 연구를 통하여 일반적인 골대사질환에 유근피를 적극적으로 활용할 수 있음을 알 수 있었다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제33권3호
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• pp.359-372
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• 2003

Among objectives of periodontal therapy. the principal one is the morphological and functional reconstruction of lost periodontal supporting tissues. This includes de novo formation of connective tissue attachment and the regrowth of alveolar bone. The use of enamel matrix derivative(EMD) may be a suitable means of regeneration new periodontal attachment in the infrabony defects. Implant used to replace lost tooth but, implantitis occurred after installation. The purpose of this study was to investigate the effects of EMD on differentiation and growth of osteoblast in titanium disc. Twentyfive millimeter diameter and 1mm thick Ti disc which was coated 25, 50, 100, 200${\mu}g$/ml of EMD(Emdogain(R)) used as experimental group, 25, 50, 100, 200ng/d of rhBMP-2 as positive control group, and no coat as negative control group. A human osteosarcoma cell line Saos-2 was cultured in Ti disc and cell proliferation and Alkaline phosphatase (ALP) activity were measured at 1 and 6 days. PCR was performed at 2 and 8 hours. Semi-quantitative RT-PCR for mRNA expressions of various osteoblastic differentiation markers -type I collagen, ALP, osteopontin, and bone sialoprotein - were performed at appropriate concentrations based upon the results of MTT and ALP assay. Cultured cell-disc complexes were prepared for scanning electron microscopy (SEM) at 2 hour. Data were analyzed using Mann-Whitney and repeated- measures 1-way analysis of variance(SPSS software version 10,SPSS. Chicago. IL). After culture, there was more osteoblast in EMD100${\mu}g$/ml than in EMD50, 200${\mu}g$/ml on day 6. There was significant difference in experimental and positive control group compared control group, as times go by(1 and 6 days). Alkaline phosphatase activity was different significantly in EMD100, 200${\mu}g$/ml and BMP100, 200${\mu}g$/ml on day 6. The results of reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) showed that expression of mRNA for ALPase, collagen type I, osteopontin. hone sialoprotein and BMP-2 was detected at 2 hour and 8 hour in EMI 200${\mu}g$/ml subgroup and BMP100ng/ml subgroup. The results of this study suggest that application of enamel matrix derivative on osteoblast attached to titanium surface facilitate the expression of bone specific protein and the differentiation and growth of osteoblast.