Park, Mi Hwa;Kim, Seoyeon;Cheon, Jihyeon;Lee, Juyeong;Kim, Bo Kyung;Lee, Sang-Hyeon;Kong, Changsuk;Kim, Yuck Yong;Kim, Mihyang
Nutrition Research and Practice
/
제10권2호
/
pp.148-153
/
2016
BACKGROUND/OBJECTIVES: Bone formation and bone resorption continuously occur in bone tissue to prevent the accumulation of old bone, this being called bone remodeling. Osteoblasts especially play a crucial role in bone formation through the differentiation and proliferation. Therefore, in this study, we investigated the effects of Scytosiphon lomentaria extract (SLE) on osteoblastic proliferation and differentiation in MC3T3-E1 cells. MATERIALS/METHODS: A cell proliferation assay, alkaline phosphatase (ALP) activity assay, alizarin red staining and protein expression analysis of osteoblastic genes were carried out to assess the osteoblastic proliferation and differentiation. RESULTS: The results indicated that treatment of SLE promoted the proliferation of MC3T3-E1 cells and improved ALP activity. And, SLE treatment significantly promoted mineralized nodule formation compared with control. In addition, cells treated with SLE significantly upregulated protein expression of ALP, type 1 collagen, bone morphogenetic protein 2, runt-related transcription factor 2, osterix, and osteoprotegerin. CONCLUSIONS: The results demonstrate that SLE promote differentiation inducement and proliferation of osteoblasts and, therefore may help to elucidate the transcriptional mechanism of bone formation and possibly lead to the development of bone-forming drugs.
섬유모세포성장인자-23(fibroblast growth factor 23, FGF23)은 뼈를 형성하는 세포에서 주로 생성되지만 그 작용은 신장에서 이루어진다. FGF23은 신장의 나트륨-인산염 공동수송체(Na-phosphate cotransporter)를 억제하여 인산염 재흡수를 감소시킨다. 이렇게 함으로써 인산염 항상성을 조절하는 작용과는 별개로 이것은 in vivo에서 뼈 형성을 억제하는 것으로 알려져 있다. 두개골 조골세포를 이용한 연구에서도 FGF23은 조골세포의 발달, 즉 분화 및 기질의 광화(mineralization)에 악영향을 미쳤다. 본 연구는 FGF23이 골수 유래 간엽줄기세포에서 조골세포로의 발달에 있어서도 유사한 영향을 줄 것인지를 조사한 것이다. 간엽줄기세포주인 D1 세포를 β-glycerophosphate, ascorbic acid, dexamethazone이 포함된 조골배(osteogenic medium)에 배양하여 alkaline phosphatase (Alp) 염색으로 분화를, Alizarin red 염색과 기질의 칼슘 함량의 분석을 통해 광화를 평가하였다. 분화 촉진 유전자인 Runx2, osteocalcin, Alp와 광화 억제 유전자인 Enpp1, Ank의 발현은 RT-PCR로 분석하였다. D1 세포의 증식과 조골세포로의 분화는 생리학적 농도를 훨씬 초과하는 FGF23의 농도에 의해서도 달라지지 않았다. FGF23 처치 1주, 2주, 3주 후 Alizarin red 염색에 의한 광화 정도의 평가에서도 대조군과 실험군의 차이는 발견되지 않았다. 그러나 두 군 모두 시간이 경과함에 따라 광화는 증가되었다. 기질에 침착된 칼슘의 양 또한 차이가 없었다. 분화 촉진 유전자와 광화 억제 유전자의 발현도 양 군 간에 다르지 않았다. 이러한 부정적인(negative) 결과는 FGF23에 의한 세포 내 신호전달의 장애가 아님이 Erk 인산화로 확인되었다. 이상의 결과로 미루어 두개골의 조골세포와 달리 FGF23은 간엽줄기세포에서 조골세포로의 분화와 광화에는 영향을 미치지 않을 것으로 사료된다.
Kim, Eun-Cheol;Park, Jaesuh;Kwon, Il Keun;Lee, Suk-Won;Park, Su-Jung;Ahn, Su-Jin
Journal of Periodontal and Implant Science
/
제47권5호
/
pp.273-291
/
2017
Purpose: Although static magnetic fields (SMFs) have been used in dental prostheses and osseointegrated implants, their biological effects on osteoblastic and cementoblastic differentiation in cells involved in periodontal regeneration remain unknown. This study was undertaken to investigate the effects of SMFs (15 mT) on the osteoblastic and cementoblastic differentiation of human osteoblasts, periodontal ligament cells (PDLCs), and cementoblasts, and to explore the possible mechanisms underlying these effects. Methods: Differentiation was evaluated by measuring alkaline phosphatase (ALP) activity, mineralized nodule formation based on Alizarin red staining, calcium content, and the expression of marker mRNAs assessed by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). Signaling pathways were analyzed by western blotting and immunocytochemistry. Results: The activities of the early marker ALP and the late markers matrix mineralization and calcium content, as well as osteoblast- and cementoblast-specific gene expression in osteoblasts, PDLCs, and cementoblasts were enhanced. SMFs upregulated the expression of Wnt proteins, and increased the phosphorylation of glycogen synthase $kinase-3{\beta}$ ($GSK-3{\beta}$) and total ${\beta}-catenin$ protein expression. Furthermore, p38 and c-Jun N-terminal kinase (JNK) mitogen-activated protein kinase (MAPK), and nuclear $factor-{\kappa}B$ ($NF-{\kappa}B$) pathways were activated. Conclusions: SMF treatment enhanced osteoblastic and/or cementoblastic differentiation in osteoblasts, cementoblasts, and PDLCs. These findings provide a molecular basis for the beneficial osteogenic and/or cementogenic effect of SMFs, which could have potential in stimulating bone or cementum formation during bone regeneration and in patients with periodontal disease.
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.
Emodin is one of the main active components of a traditional Korean medicine isolated from the root and rhizomes of Rheum palmatum L. In this study, of 222 natural compounds to evaluate the anabolic activities, emodin activated bone morphogenetic protein (BMP)-2 promoter in the differentiation process of mouse osteoblastic MC3T3-E1 cells. Emodin was shown to significantly stimulate the activity and expression of alkaline phosphatase, an earlyphase marker of osteoblastic differentiation, on the differentiation day 7, and induce the osteopontin mRNA expression from the differentiation day 14. In addition, low concentration (up to 5 M) of emodin dramatically promoted the induction of mineralization in MC3T3-E1 subclone 4 cells. The stimulatory effect of emodin on the osteoblast differentiation/mineralization could be associated with its potential to stimulate the BMP-2 gene expression. Although further studies are needed to determine the precise mechanism, this study suggests that the use of herbal medicine containing natural compounds with anabolic activity such as emodin could have a beneficial effect on bone health.
The present study was to determine the influence of micro-macro biphasic calcium phosphate(MBCP) on proliferation and differentiation of human marrow-derived mesenchymal stem cells. Primary stem cells were cultured from bone marrow and 3-4 passaged cells were used. This study tested the proliferative effects by cell counting. Collagen sythensis, alkaline phosphatase activity, expression of osteocalcin and bone sialoprotein by Western blot analysis were evaluated. The cellular proliferation of ASC was not influenced by MBCP. Collagen synthesis of ASC cultured on MBCP significantly increased at 5th and 7th days(p<0.05). The ALP activity in ASC cultured on MBCP significantly increased at 5th and 7th days(p<0.05). The expression of OC and BSP incresaed in ASC cultured on MBCP. These results suggest that MBCP may stimulates the osteoblastic activity of ASC.
The Laminaria japonica Aresch (Sea tangle) belongs to the brown algae and has a long history as a food material in Asia, including Korea. Recent studies have found that the fermented Sea tangle extract (FST) inhibited the differentiation of osteoclasts and protected osteoblasts from oxidative damage. This study aims to explore the possibility that FST can induce the differentiation of osteoblasts and identify the responsible mechanism. According to our results, FST induced differentiation into osteogenic cells in the presence of osteoblastic MC3T3-E1 cells under non-toxic conditions.. This finding was confirmed by phalloidin staining, increased alkaline phosphatase activity, and calcium deposition. Additionally, it was found that this process was achieved by increasing the expression of key factors involved in osteoblast differentiation, such as runt-related transcription factor-2, osterix, β-catenin, and bone morphogenetic protein-2. Moreover, FST increased autophagy, which may contribute to the maintenance of the bone formation homeostasis, and is associated with the activation of the phosphatidylinositol 3-kinase/Akt and mitogen-activated protein kinase signaling pathways. Although further research about the bioactive substances contained in FST and the tests of their efficacy are required, the results of this study indicate that FST has incredible applicability as a functional material for maintaining the bone homeostasis.
Purpose : To characterize the effects of 2-deoxy-D-glucose (2-DG) and quercetin (QCT) on gene expression of osteonectin (ON) and osteopontin (OP) in irradiated MC3T3-El cells. Materials and Methods : When MC3T3-El 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 expression of bone mineralization genes such as ON and OP. Results : The mRNA expression of both ON and OP was increased according to the culture time in the differentiation medium, and the increase of the genes peaked at 14 days after the differentiation induction. In the case of OP, the increase of mRNA expression was maintained to 28 days after the differentiation, while the mRNA level of ON was reduced to the basal level at the same time. Irradiation adding 2-DG showed a significant peak value in the expression pattern of ON at 4 Gy 7 days after irradiation. Irradiation adding QCT increased the mRNA expression of ON and OP in a dose-dependant manner, but irradiation adding 2-DG did not show any differences between the control and experiments 14 days after irradiation. Irradiation adding QCT increased significantly the expression patterns of ON 21 days after irradiation. Conclusion : The results showed that QCT acted as a radiosensitizer in the gene expression of ON and OP during differentiation of the late stage of irradiated MC3T3-E1 osteoblastic cells in vitro. (Korean J Oral Maxillofac Radiol 2008; 38: 195-202)
Tumor necrosis $factor-{\alpha}\;(TNF-{\alpha})$는 염증성 골질환에서의 골조직의 손실과 밀접한 관련이 있다. 본 연구에서는 인체 골수 유래 중간엽 줄기세포의 골세포로의 분화과정에 대한 $TNF-{\alpha}$의 영향을 조사하였다. $TNF-{\alpha}$는 골수 유래 중간엽 줄기세포의 골세포로의 분화를 나타내는 표시인 세포외 무기질 축적과 alkaline phosphatase의 발현의 증가를 일으켰으며 2ng/ml의 농도에서 최대의 증가를 나타내었다. $TNF-{\alpha}$에 의한 골세포로의 분화는 $NF_kB$의 저해제에 의해서는 영향받지 않았으나 JNK 특이 저해제인 SP600125에 의해 완벽하게 억제되었다. 이는 $TNF-{\alpha}$에 의한 골수 유래 중간엽 줄기세포의 골세포로의 분화과정에 JNK가 중요한 역할을 한다는 것을 제시한다.
BACKGROUND: The aim of this study was to evaluate the combined effect of low-level laser treatment (LLLT) and recombinant human bone morphological protein-2 (rhBMP-2) applied to hypoxic-cultured MC3T3-E1 osteoblastic cells and to determine possible signaling pathways underlying differentiation and mineralization of osteoblasts under hypoxia. METHODS: MC3T3-E1 cells were cultured under 1% oxygen tension for 72 h. Cell cultures were divided into four groups: normoxia control, low-level laser (LLL) alone, rhBMP-2 combined with LLLT, and rhBMP-2 under hypoxia. Laser irradiation was applied at 0, 24, and 48 h. Cells were treated with rhBMP-2 at 50 ng/mL. Alkaline phosphatase activity was measured at 3, 7, and 14 days to evaluate osteoblastic differentiation. Cell mineralization was determined with Alizarin red S staining at 7 and 14 days. Western blot assays were performed to evaluate whether p38/protein kinase D (PKD) signaling was involved. RESULTS: The results indicate that LLLT and rhBMP-2 synergistically increased alkaline phosphatase (ALP) activity and mineralization. Western blot analyses showed that expression of type I collagen, runt-related transcription factor 2 (RUNX2), and Osterix (Osx), increased and expression of hypoxia-inducible factor 1-alpha ($HIF-1{\alpha}$), decreased more in the LLLT and rhBMP-2 combined group than in the rhBMP-2 or LLL alone groups. Moreover, LLLT and rhBMP-2 stimulated p38 phosphorylation and rhBMP-2 and LLLT increased Prkd1 phosphorylation. CONCLUSION: Combined treatment with rhBMP-2 and LLL induced differentiation and mineralization of hypoxic-cultured MC3T3-E1 osteoblasts by activating p38/PKD signaling in vitro.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.