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

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
• /
• 제30권3호
• /
• pp.217-224
• /
• 2008

Angiogenesis plays an important role in bone development and postnatal bone fracture repair. Vascular endothelial growth factor (VEGF) and vascular endothelial growth factor receptors (VEGFRs) have been thought to be primarily involved in promoting angiogenesis. It is well known that VEGF and its receptors have been reported to play an important role in the regulation of the interaction between angiogenesis and osteogenesis during bone repair processes. Dexamethasone, a potent synthetic glucocorticoid, promotes phenotype markers of osteoblast differentiation, such as ALP and osteocalcin. It stimulates in vitro osteogenesis of human bone marrow osteogenic stromal cells. Dexamethasone has been reported to suppress VEGF gene expression in some cells. However, our previous study demonstrated VEGF quantification increased in a time-dependent manner in periosteal-derived osteogenesis under dexamethasone. So, the purpose of this study was to examine the angiogenic phenotypes in cultured human periosteal-derived cells under high-dose dexamethasone. Periosteal-derived cells were cultured using a technique previously described. After passage 3, the periosteal-derived cells were further cultured for 28 days in an osteogenic inductive culture medium containing ascorbic acid, ${\beta}$-glycerophosphate and high-dose dexamethasone, We evaluated the expression of VEGF isoforms, VEGFR-1, VEGFR-2, and neuropilin-1, ALL VEGF isoforms ($VEGF_{121},\;VEGF_{165},\;VEGF_{189}$, and $VEGF_{206}$) expression was observed by RT-PCR analysis. VEGFR-1, VEGFR-2 and neuropilin-1 expression increased up to day 14, particularly during the early stage of mineralization. Our results suggest the involvement of direct VEGFs/VEGFRs system on periosteal-derived cells during early mineralization phase under high-dose of dexamethasone. These also suggest that VEGF might act as an autocrine growth molecule during osteoblastic differentiation of cultured human periosteal-derived cells.

• Imaging Science in Dentistry
• /
• 제35권4호
• /
• pp.191-198
• /
• 2005

Purpose: To characterize the effects of 2-deoxy-D-glucose (2DG) and quercetin (QCT) on cytokine secretion of IL-6, $TGF-\beta$ and gene expression of Col I in irradiated MC3T3-E1 cells Materials and Methods: The MC3T3-El cells were cultured in an a-MEM supplemented with 5mM 2DG or 10mM QCT and then the cells were incubated 12h before irradiation with 2, 4, 6, and 8Gy X-ray using a linear accelerator delivered at a dose rate of 1.5Gy/min. Level of IL-6 and $TGF-\beta$ was determined by ELISA. Also expression of Col I was examined by RT-PCR. Results: In accordance with the radiation dose, the amount of $TGF-\beta$ was not different in RA + QCT, but it showed a peak value in control and RA + 2DG at 4Gy on the 3rd day. However, all groups showed a decreasing tendency dose-dependently in RA+QCT on the 7th day (p<0.01). In accordance with the radiation dose, the amount of IL-6 increased dose-dependently in all groups on the 3rd day. On the 7th and 21st day, all groups showed peak values at 4Gy. RA+QCT showed a slightly increased amount of IL-6 at 2Gy, but it showed a slightly decreased amount at 4, 6, and 8Gy. In accordance with the period of culture after irradiation, the expression of Col I increased dose-dependently in RA+QCT. Conclusion: The result showed that QCT acted as radiosensitizer in the secretion of $TGF-\beta$ and gene expression of Col I during differentiation in irradiated MC3T3-E1 cells at the cellular level.

• 치과방사선
• /
• 제25권2호
• /
• pp.423-435
• /
• 1995

The purpose of this study was to observe the effect of TGF-βl, which promotes differentiation and proliferation of osteoblasts, on bone regeneration. Experimental bone defects that measured 3 mm in diameter were created on the mandibles of guinea pig by removal of bone with the use of trephine burs. In one side of mandibular body, the experimental groups, bone defects were grafted with Biogran(Orthovita Co., U.S.A) and TGF-β1(R&D System Co., U.SA). In the remaining side of the mandiblar body, the control groups, bone defects were grafted with only Biogran. Guinea pigs in the control and experimental groups were serially terminated by fours on the 3 days, the 1 week, the 2 weeks, the 3 weeks, and the 4 weeks after experiment, and both sides of the mandibular bodies were removed and fixed with 10％ neutral formalin. They were decalcified and embedded in paraffin as using the usual method. The specimen sectioned and stained with hematoxylin and eosin. Also, they were radiographed with a soft X -ray apparatus. The obtained results were as follows; 1. Hemorrhagic condition, observed in the granulation tissues, disappeared on the 1 week after experiment in both groups, and more prominent in the experimental group. The granulation tissues of the experimental group had larger number of cells than those of the control group. 2. Osteoblastic differentiation in the margin of grafted material and adjacent bone was observed on the 1 week after experiment in both groups. Also, bone formation was observed in immature form on the 1 week after experiment. and more prominent in the experimental group. 3. In the polarizing microscopic examination, bone matrix was very loose on the 1 week after experiment, but increase in density with time, and more prominent in the experimental group. 4. In the microradiographic examination, newly formed bone was observed in the experimental group on the 2 weeks after experiment, and this was observed earlier than in the control group. Newly formed bone was increased with time and defected area was markedly decreased on the 4 weeks after experiment.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
• /
• 제34권4호
• /
• pp.419-427
• /
• 2008

The present study aimed to investigate the osteogenic potentials of differentiated osteoblast-like cells (DOCs) induced from bone marrow-derived mesenchymal stem cells (MSCs) on ${\beta}-tricalcium$ phosphate (${\beta}-TCP$) with recombinant human bone morphogenetic protein (rhBMP-2) in vitro. Osteoblast differentiation was induced in confluent cultures by adding 100 nM dexamethasone, 10 mM ${\beta}$-glycerophosphate, 50 mM L-ascorbic acid. The Alizarin red S staining and reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) were perfomed to examine the mRNA expression of alkaline phosphatase (ALP), bone sialoprotein (BSP), osteocalcin (OCN), receptor activator for nuclear factor ${\kappa}B$ ligand (RANKL), runt-related transcription factor 2 (RUNX2), collagen-Ⅰ (COL-Ⅰ). There were no significant differences in the osteogenic potentials of DOCs induced from MSCs on ${\beta}-TCP(+/-)$. According to the incubation period, there were significant increasing of Alizadin red S staining in the induction 3 weeks. The mRNA expression of ALP, RUNX2, and RANKL were higher in DOCs/${\beta}-TCP(-)$ than DOCs/${\beta}-TCP(+)$. According to rhBMP-2 concentrations, the mRNA expression of BSP was significantly increased in DOCs/${\beta}-TCP(+)$ compared to that of DOCs/${\beta}-TCP(-)$ on rhBMP 10 ng/ml. Our study presented the ${\beta}-TCP$ will have the possibility that calcium phosphate directly affect the osteoblastic differentiation of the bone marrowderived MSCs.

• 한국자원식물학회지
• /
• 제33권4호
• /
• pp.227-236
• /
• 2020

고령사회에서 노년기 건강의 큰 문제로 대두되고 있는 골다공증은 특히 폐경 후 여성들에게서 가장 그 발생빈도가 높게 나타났으며, 현재 골다공증 예방 및 치료에 사용되고 있는 약제는 대부분 골흡수 억제제로써 진행된 골소실을 회복 시킬 수는 없기 때문에 골형성 증가를 통한 골다공증 예방과 치료에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 산양삼(cultivated wild Panax ginseng, CWP)에 대한 연구는 다수가 원기회복, 자양강장 및 면역증강 효과 등에 대한 것이나 골대사에 미치는 영향에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 이에 본 연구에서는 산양삼 추출물이 조골세포에서 골관련 유전자 발현에 미치는 영향을 확인함으로써 골다공증 예방 및 치료 효과를 갖는 천연 소재로의 활용 가능성을 검토하고자 하였다. 산양삼 추출물 처리가 조골 세포의 증식에 미치는 영향을 알아보기 위해 MTT assay를 실시하였고, MC3T3-E1 세포생존률은 FBS가 첨가되지 않은 배양액만 처리한 대조군과 산양삼 추출물을 처리한 실험군 모두에서 동일한 수준으로 나타났으며 이로써 산양삼 추출물의 안전성을 확인할 수 있었다. 또한 산양삼 추출물을 처리한 실험군과 대조군과의 세포증식률을 비교하였을 때 산양삼 추출물 50 ㎍/mL 농도 처리군에서 유의적으로 세포증식이 촉진되었으며 25 ㎍/mL과 100 ㎍/mL 농도 처리군에서도 대조군보다 높은 경향을 나타내었다. 산양삼 추출물이 조골 세포의 활성에 미치는 영향을 알아보기 위해 조골세포의 분화초기 표지인자인 ALP활성을 측정하였으며 그 결과 모든 산양삼 추출물 처리군이 대조군과 비교하여 유의적으로 높은 활성을 나타내었으며 특히 산양삼 추출물 50 ㎍/mL 농도 처리군에서 가장 높은 활성을 나타내었다. 산양삼 추출물의 농도에 따른 석회화 형성도를 확인하기 위해 무기질화된 세포의 기질을 alizarin red로 염색하였고 산양삼 추출물을 처리한 실험군과 대조군과의 석회화 형성도를 비교하였을 때 산양삼 추출물 50 ㎍/mL 농도 처리군에서 유의적으로 석회화 형성이 촉진되었으며 25 ㎍/mL과 100 ㎍/mL 농도 처리군에서도 대조군보다 높은 경향을 나타내었다. 산양삼 추출물이 MC3T3-E1 조골세포에서 골 형성 관련 유전자 발현에 미치는 영향을 확인하기 위해 Runx2, ALP, OPN, OCN등의 유전자를 정량 real-time PCR을 통해 분석하였으며 대조군과 비교하여 모든 산양삼 추출물 처리군에서 농도 의존적이고 유의적으로 골 형성 관련 유전자발현이 증가되었다. 따라서 산양삼추출물이 골 형성 관련 유전자인 Runx2, ALP, OPN, OCN 발현을 증가시켜MC3T3-E1 조골세포의 분화를 촉진하고, 골 석회화 형성 촉진에 기여하였을 것으로 사료된다. 그러나 산양삼 추출물이 골형성과 관련하여 어떠한 기전으로 유전자의 발현을 조절하였는지에 대한 유전자 및 단백질 수준의 추가적인 연구와 산양삼 추출물의 분화 촉진과 석회화 형성능이 산양삼의 사포닌계 진세노사이드 성분의 영향인지에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 대한소아치과학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.309-317
• /
• 2000

본 실험은 bisphosphonate가 조골세포 분화 및 파골세포 분화에 미치는 영향을 알아보고자, etidronate와 alendronate를 조골세포에 투여하여 조골세포 전사인자인 Cbfa1, 조골세포 표시 인자의 발현, 석회화된 골결절 형성을 평가하였다. Bisphosphonate가 조골세포의 석회화된 골결절 형성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 배양액에 $10^{-6},\;10^{-5},\;10^{-4}M$의 etidronate 및 $10^{-8},\;10^{-7},\;10^{-6}M$의 alendronate를 첨가하였으며, 배양 15일 후에 alizarin red로 염색하여 관찰하였다. 또 조골세포의 분화에 미치는 bisphosphonate의 영향을 평가하고자 백서 두개관에서 얻은 조골세포에 etidronate $10^{-6},\;10^{-5},\;10^{-4}M$ 및 alendronate $10^{-6}$ M을 투여하고 배양 8일 후 총RNA를 수집하였고, 전기영동 및 Northern blot hybridization하여 Cbfa1, alkaline phosphatase, type I collagen, osteopontin, osteocalcin의 발현을 조사하였다. 이상의 실험결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. Etidronate는 농도 의존적으로 골결절 석회화를 억제하였으나, alendronate는 골석회화를 억제하지 않았다. 2. Etidronate는 Cbfa1의 발현을 농도 의존적으로 억제하였으나, alendronate는 오히려 촉진하였다. 3. Etidronate는 type I collagen, osteocalcin 및 osteopontin의 발현을 농도 의존적으로 억제하였으나, alendronate는 오히려 증가시켰다. 4. Alkaline phosphatase의 발현은 사용된 etidronate와 alendronate에 의해 영향 받지 않았다. 이상의 결과에서 etidironate는 조골세포의 전사인자인 Cbfa1의 발현을 억제하며, 이에 의하여 조골세포의 분화표지인자인 type I collagen, osteopontin 및 osteocalcin의 합성이 억제되고, 결과적으로 석회화된 골결절의 형성을 억제하는 것으로 사료된다.

• 구강회복응용과학지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.361-374
• /
• 2009

임플란트와 골 반응을 개선하기 위한 생화학적 표면 처리 방법으로 다양한 이온을 이용한 이온주입법에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구는 플라즈마 상태의 마그네슘 이온을 임플란트 표면에 주입하여 이온 피막을 형성하는 방법으로 표면 처리를 한 임플란트에 대한 MC3T3-E1 골모양 세포의 초기 반응을 평가해 보고자 하였다. 티타늄 디스크를 네 가지 군으로 표면처리를 달리하였다. A군은 연마만 하였고 B군은 연마 후 마그네슘 이온을 주입하였다. C군은 알루미늄 입자분사 하였고, D군은 알루미늄 입자분사 후 마그네슘 이온을 주입하였다. 조골세포의 반응을 세포 부착, 증식, 분화의 단계별로 평가하였다. 세포 부착을 평가하기 위해 MC3T3-E1 골모양 세포를 4시간, 24시간, 48시간 금속 표면에서 배양하여 주사현미경으로 관찰하였다. 세포분화도평가는 세포를 4일간 배양 후 알칼리성 인산분해효소 활성도 분석을 통해 시행하였다. 세포외기질의 세포내 발현은 RT-PCR을 통해 평가하였다. 이상의 실험에서 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 주사현미경 관찰시 시간의 흐름에 따라 세포 부착량은 증가하였으며, 마그네슘 이온을 주입한 시편에서 더 많은 양 세포 증식이 관찰되었으며 분화정도도 더 높은 것으로 관찰되었다. 2. RT-PCR 분석시 알루미늄 입자분사 후 마그네슘 이온을 주입한 시편에서 c-fos와 osteonectin의 발현이 증가된 소견을 보였다. 3. 알칼리성 인산분해효소 활성도 분석시 금속 표면처리 방법에 따른 차이는 발생하지 않았다. 이상의 결과를 종합하면 Mg 이온이 주입된 군의 세포가 Mg 이온이 주입되지 않은 군보다 초기의 세포반응이 더 우수하다는 것을 알 수 있다.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
• /
• 제29권4호
• /
• pp.279-288
• /
• 2007

In the present study, we focused on stem cells in the dental papilla of the tooth germ. The tooth germ, sometimes called the tooth bud, is the primordial structure from which a tooth is formed. The tooth germ consists of the enamel organ, the dental papilla, and the dental follicle. The dental papilla lies below a cellular aggregation of the enamel organ. Mesenchymal cells within the dental papilla are responsible for formation of dentin and pulp of a tooth. Tooth germ disappears as a tooth is formed, but that of a third molar stays in the jawbone of a human until the age of 10 to 16, because third molars grow slowly. Impacted third molar tooth germs from young adults are sometimes extracted for orthodontic treatment. In the present study, we evaluated the osteogenic activity and mineralization of cultured human dental papilla-derived cells. Dental papillas were harvested from mandible during surgical extraction of lower impacted third molar from 3 patients aged 13-15 years. After passage 3, the dental papilla-derived cells were trypsinized and subsequently suspended in the osteogenic induction DMEM medium supplemented with 10% fetal bovine serum, 50 g/ml L-ascorbic acid 2-phosphate, 10 nM dexamethasone and 10 mM -glycerophosphate at a density of $1\;{\times}10^6\;cells/dish$ in a 100-mm culture dish. The dental papilla-derived cells were then cultured for 6 weeks and the medium was changes every 3 days during the incubation period. Dental papilla-derived cells showed positive alkaline phosphatase (ALP) staining during 42 days of culture period. The formation of ALP stain showed its maximal manifestation at day 7 of culture period, then decreased in intensity during the culture period. ALP mRNA level was largely elevated at 1 weeks and gradually decreased with culture time. Osteocalcin mRNA expression appeared at day 14 in culture, after that its expression continuously increased in a time-dependent manner up to day 28. The expression remained constant thereafter. Runx2 expression appeared at day 7 with no detection thereafter. Von Kossa-positive mineralization nodules were first present at day 14 in culture followed by an increased number of positive nodules during the entire duration of the culture period. Osteocalcin secretion was detectable in the culture medium from 1 week. The secretion of osteocalcin from dental papilla-derived cells into the medium greatly increased after 3 weeks although it showed a shallow increase by then. In conclusion, our study showed that cultured human dental papilla-derived cells differentiated into active osteoblastic cells that were involved in synthesis of bone matrix and the subsequent mineralization of the matrix.

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