Although tectorigenin (TG), a major compound in the rhizome of Belamcanda chinensis, is conventionally used for the treatment of inflammatory diseases, its effects on osteogenesis and osteoclastogenesis have not been reported. The objective of this study was to investigate the effects and possible underlying mechanism of TG on in vitro osteoblastic differentiation and in vivo bone formation, as well as in vitro osteoclast differentiation and in vivo bone resorption. TG promoted the osteogenic differentiation of primary osteoblasts and periodontal ligament cells. Moreover, TG upregulated the expression of the BMP2, BMP4, and Smad-4 genes, and enhanced the expression of Runx2 and Osterix. In vivo studies involving mouse calvarial bone defects with ${\mu}CT$ and histologic analysis revealed that TG significantly increased new bone formation. Furthermore, TG treatment inhibited osteoclast differentiation and the mRNA levels of osteoclast markers. In vivo studies of mice demonstrated that TG caused the marked attenuation of bone resorption. These results collectively demonstrated that TG stimulated osteogenic differentiation in vitro, increased in vivo bone regeneration, inhibited osteoclast differentiation in vitro, and suppressed inflammatory bone loss in vivo. These novel findings suggest that TG may be useful for bone regeneration and treatment of bone diseases.
Journal of Physiology & Pathology in Korean Medicine
/
v.26
no.4
/
pp.506-510
/
2012
Bone homeostasis is regulated by the balance between bone-resorbing osteoclasts and bone-forming osteoblasts. Osteoporosis, rheumatoid arthritis and periodontal disease are related with up-regulated osteoclast formation and its activity. Gol-Swae-Bo(Drynariae Rhizoma) is widely used on skeletal disease. In this study, we sought to examine the effect of Drynariae Rhizoma in RANKL-induced osteoclast differentiation. The extract of Drynariae Rhizoma inhibited RANKL-induced osteoclast differentiation in a dose dependent manner without cytotoxicity. receptor activator of nuclear factor-${\kappa}B$ ligand(RANKL) mediated $I{\kappa}B$ degradation in bone marrow macrophages(BMMs). However, the extract of Drynariae Rhizoma inhibited RANKL induced $I{\kappa}B$ degradation in BMMs. And mRNA expression of OSCAR, TRAP, c-Fos and NFATc1 was suppressed by the extract of Drynariae Rhizoma. Moreover, the extract of Drynariae Rhizoma inhibited the protein expression of NFATc1 and c-Fos induced by RANKL. After all the analysis, these results suggest that Drynariae Rhizoma may be good candidate of medicine in the treatment of bone-related disease.
Journal of Physiology & Pathology in Korean Medicine
/
v.23
no.6
/
pp.1299-1304
/
2009
We have previously shown that water extract of deer antler (WEDA) inhibited RANKL-mediated osteoclast differentiation from bone marrow macrophages by suppressing c-Fos and NFATc1 expression. Thus, we examined the effect of WEDA in inflammation-induced bone loss in vivo. Here we found that WEDA inhibited osteoblast-supported osteoclast differentiation induced by lipopolysaccharide (LPS). However, WEDA did not suppress the expression of receptor activator of NF-${\kappa}B$ ligand (RANKL) in response to LPS in osteoblasts. WEDA also inhibited the bone resorptive activity of mature osteoclasts. To examine the effect of WEDA on bone loss, when LPS injected subcutaneously in mice, bone loss was greatly increased, but WEDA treatment inhibited LPS-mediated bone loss. Taken together, we conclude that WEDA inhibited osteoclast differentiation and bone resorption in vitro and in vivo. Thus WEDA may be useful in the treatment of bone-related disorders.
The present study was conduct to examine the $H_2O_2$ expression level and apoptosis-related gene expression levels inporcineskin-derived stem cell-like cells (pSSCs) after adipogenic, chondrogenic, and osteogenic differentiation induction. The pSSCs were obtained by digestion of porcine ear skin biopsy and cultured in each induction medium for 21 to 26 days to induce adipogenic, chondrogenic, and osteogenic differentiation, respectively. The $H_2O_2$ levels of pSSCs after induction culture were evaluated by staining with 2'7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate ($H_2DCFDA$). The apoptotic gene expression of pSSCs after induction culture was also estimated by RT-PCR. The pSSCs have a potential to differentiate into three mesodermal cell types (adipocytes, chondrocytes, and osteoblasts). Non-induced control and chondrogenic-induced cells were showed higher $H_2DCFDA$ intensity (P<0.05) than adipogenic- and osteogenic-induced cells. The relative expression of Bax/Bcl-2 level was significantly low (P<0.05) in adipogenic- and osteogenic-induced cells compared to non-induced control. However, there was no difference in the relative expression of Bax/Bcl-2 level among differentiation induction groups. The result of the present study shows that the apoptosis of pSSCs is not detrimentally increased by differentiation induction culture, although chondrogenic-induced pSSCs showed high ROS generation level and apoptotic index similarly to those of non-induced cells.
Direct reprogramming, also known as a trans-differentiation, is a technique to allow mature cells to be converted into other types of cells without inducing a pluripotent stage. It has been suggested as a major strategy to acquire the desired type of cells in cell-based therapies to repair damaged tissues. Studies related to switching the fate of cells through epigenetic modification have been progressing and they can bypass safety issues raised by the virus-based transfection methods. In this study, a protocol was established to directly convert fully differentiated fibroblasts into diverse mesenchymal-lineage cells, such as osteoblasts, adipocytes, chondrocytes, and ectodermal cells, including neurons, by means of DNA demethylation, immediately followed by culturing in various differentiating media. First, 24 h exposure of 5-azacytidine (5-aza-CN), a well-characterized DNA methyl transferase inhibitor, to NIH-3T3 murine fibroblast cells induced the expression of stem-cell markers, that is, increasing cell plasticity. Next, 5-aza-CN treated fibroblasts were cultured in osteogenic, adipogenic, chondrogenic, and neurogenic media with or without bone morphogenetic protein 2 for a designated period. Differentiation of each desired type of cell was verified by quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction/western blot assays for appropriate marker expression and by various staining methods, such as alkaline phosphatase/alizarin red S/oil red O/alcian blue. These proposed procedures allowed easier acquisition of the desired cells without any transgenic modification, using direct reprogramming technology, and thus may help make it more available in the clinical fields of regenerative medicine.
Kim, Jin Seong;Lee, Sang Won;Kim, Young Ock;Bang, Man Seok;Oh, Chung Hun;Kim, Chul Tae
Korean Journal of Medicinal Crop Science
/
v.23
no.2
/
pp.117-124
/
2015
Osteoporosis induces a bone mineral density loss due to imbalance of bone homeostasis that is achieved by osteoclasts (which are involved in bone resorption) and osteoblasts (which are involved in bone formation). Thus, this study was performed to evaluate the effects of hot water extract of the Achyranthes bidentata Blume (ABB) and Panax ginseng (Gin) on osteoclast and osteoblast differentiation. In this study, there was no cytotoxicity by ABB, 50 and $100{\mu}g/ml$ of Gin significantly decreased cell viability of RANKL-induced osteoclast in RAW264.7 cell (p < 0.01). But, it was $50{\mu}g/ml$ of ABB and Gin mixtures increased due to protective action of ABB. Furthermore, Gin contained groups (Gin, ABB and Gin mixtures) were inhibitory effects on osteoclast differentiation and bone resorption, and increased in osteoblast differentiation activity. Gin clearly inhibited RANKL-induced osteoclast differentiation by decreased calcitonin and TRAP (p < 0.01). Also, these extracts significantly increased calcium accumulation formation of osteoblastic differentiation reagents-induced osteoblast in MC3T3-E1 cell (p < 0.05). These results suggest that ABB and Gin mixtures may be a potential as drug for the treatment of osteoporosis.
Runx2 is an essential transcription factor for skeletal development. It is expressed in multipotent mesenchymal cells, osteoblast-lineage cells, and chondrocytes. Runx2 plays a major role in chondrocyte maturation, and Runx3 is partly involved. Runx2 regulates chondrocyte proliferation by directly regulating Ihh expression. It also determines whether chondrocytes become those that form transient cartilage or permanent cartilage, and functions in the pathogenesis of osteoarthritis. Runx2 is essential for osteoblast differentiation and is required for the proliferation of osteoprogenitors. Ihh is required for Runx2 expression in osteoprogenitors, and hedgehog signaling and Runx2 induce the differentiation of osteoprogenitors to preosteoblasts in endochondral bone. Runx2 induces Sp7 expression, and Runx2, Sp7, and canonical Wnt signaling are required for the differentiation of preosteoblasts to immature osteoblasts. It also induces the proliferation of osteoprogenitors by directly regulating the expression of Fgfr2 and Fgfr3. Furthermore, Runx2 induces the proliferation of mesenchymal cells and their commitment into osteoblast-lineage cells through the induction of hedgehog (Gli1, Ptch1, Ihh), Fgf (Fgfr2, Fgfr3), Wnt (Tcf7, Wnt10b), and Pthlh (Pth1r) signaling pathway gene expression in calvaria, and more than a half-dosage of Runx2 is required for their expression. This is a major cause of cleidocranial dysplasia, which is caused by heterozygous mutation of RUNX2. Cbfb, which is a co-transcription factor that forms a heterodimer with Runx2, enhances DNA binding of Runx2 and stabilizes Runx2 protein by inhibiting its ubiquitination. Thus, Runx2/Cbfb regulates the proliferation and differentiation of chondrocytes and osteoblast-lineage cells by activating multiple signaling pathways and via their reciprocal regulation.
Kim, Kabsun;Kim, Jung Ha;Kim, Inyoung;Seong, Semun;Kim, Nacksung
Molecules and Cells
/
v.43
no.1
/
pp.34-47
/
2020
The circadian clock regulates various physiological processes, including bone metabolism. The nuclear receptors Reverbs, comprising Rev-erbα and Rev-erbβ, play a key role as transcriptional regulators of the circadian clock. In this study, we demonstrate that Rev-erbs negatively regulate differentiation of osteoclasts and osteoblasts. The knockdown of Rev-erbα in osteoclast precursor cells enhanced receptor activator of nuclear factor-κB ligand (RANKL)-induced osteoclast formation, as well as expression of nuclear factor of activated T cells 1 (NFATc1), osteoclast-associated receptor (OSCAR), and tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP). The overexpression of Rev-erbα leads to attenuation of the NFATc1 expression via inhibition of recruitment of c-Fos to the NFATc1 promoter. The overexpression of Rev-erbα in osteoblast precursors attenuated the expression of osteoblast marker genes including Runx2, alkaline phosphatase (ALP), bone sialoprotein (BSP), and osteocalcin (OC). Rev-erbα interfered with the recruitment of Runx2 to the promoter region of the target genes. Conversely, knockdown of Rev-erbα in the osteoblast precursors enhanced the osteoblast differentiation and function. In addition, Rev-erbα negatively regulated osteoclast and osteoblast differentiation by suppressing the p38 MAPK pathway. Furthermore, intraperitoneal administration of GSK4112, a Rev-erb agonist, protects RANKL-induced bone loss via inhibition of osteoclast differentiation in vivo. Taken together, our results demonstrate a molecular mechanism of Rev-erbs in the bone remodeling, and provide a molecular basis for a potential therapeutic target for treatment of bone disease characterized by excessive bone resorption.
Secondary metabolites from the fruit body of Phellinus linteus were evaluated for their proliferative effect on human osteoblast-like cells. 3-[4,5-Dimethylthiazole-2-y1]-2,5-diphenyl-tetraxolium bromide (MTT) assay and alkaline phosphatase (ALP) activity assay were used to assess the effect those isolates on the human osteoblast-like cell line (Saos-2). Activity-guided fractionation led to the isolation of ALP-activating phenolic compounds through the extraction of P. linteus, solvent partitioning, and repeated silica gel and octadecyl silica gel (ODS) column chromatographic separations. From the result of spectroscopic data including nuclear magnetic resonance (NMR), mass spectrometry (MS), and infrared spectroscopy (IR), the chemical structures of the compounds were determined as 4-(4-hydroxyphenyl)-3-buten-2-one(1), 2-(3',4'-dihydroxyphenyl)-1,3-benzodioxole-5-aldehyde (2), 4-(3,4-dihydroxyphenyl)-3-buten-2-one (3), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (4), and protocatechuic acid methyl ester (5), respectively. This study reports the first isolation of compounds 1-3 and 5 from P. linteus. In addition, all phenolic compounds stimulated proliferation of the osteoblast-like cells and increased their ALP activity in a dose-dependent manner ($10^{-8}$ to $10^{-1}\;mg/mL$). The present data demonstrate that phenolic compounds in P. linteus stimulated mineralization in bone formation caused by osteoporosis. The bone-formation effect of P. linteus seems to be mediated, at least partly, by the stimulating effect of the phenolic compounds on the growth of osteoblasts.
Hayashi, Y.;Yamada, S.;Ohara, N.;Kim, S-K.;Ikeda, T.;Yanagiguchi, K.;Matsunaga, T.
Proceedings of the KACD Conference
/
2003.11a
/
pp.545-545
/
2003
Chitosan is applied as a dressing for oral mucous wound and a tampon following radical treatment of maxillary sinus. Furthermore, it is being investigated as an absorbing membrane for endodontic and periodontic surgeries. A few studies have reported osteoconduction and osteogenesia at the site of chitosan implant in vivo. However, compared with soft tissue healing processes, the mechanisms concerning effects of chitosan for biological mineralization have not yet been resoil In the present study, we studied the gene expression pattern using cDNA microarray and RT-PCR analyses in hard tissue forming osteoblasts cultured with water-soluble and low molecular weight chitooligosaccharide. cDNA microarray analysis revealed that 16 genes were expressed at 〉1.5-fold higher signal ratio levels in the experimental group compared with the control group after 3 days. RT-PCR analysis showed that chitosan oligomer induced an increase in the expression of two genes, CD56 antigen and tissue-type plasminogen activator. Furthermore, the expression of mRNAs for BMP-2 was almost identical in the experimental and control groups after 3 days of culture, but slightly increased after 7 days of culture with chitosan oligomer. These results suggest that a super-low concentration of chitooligosaccharide could modulate the activity of osteoblastic cells through mRNA levels and that the genes concerning cell proliferation and differentiation can be controlled by water-soluble chitosan.
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.