Despite the importance of the receptor activator of nuclear factor (NF)-kappaB ligand (RANKL)-RANK signaling mechanisms on osteoclast differentiation, little has been studied on how RANK expression is regulated or what regulates its expression during osteoclastogenesis. We show here that insulin signaling increases RANK expression, thus enhancing osteoclast differentiation by RANKL. Insulin stimulation induced RANK gene expression in time- and dose-dependent manners and insulin receptor shRNA completely abolished RANK expression induced by insulin in bone marrow-derived monocyte/macrophage cells (BMMs). Moreover, the addition of insulin in the presence of RANKL promoted RANK expression. The ability of insulin to regulate RANK expression depends on extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2) since only PD98059, an ERK1/2 inhibitor, specifically inhibited its expression by insulin. However, the RANK expression by RANKL was blocked by all three mitogen-activated protein (MAP) kinases inhibitors. The activation of RANK increased differentiation of BMMs into tartrate-resistant acid phosphatase-positive ($TRAP^+$) osteoclasts as well as the expression of dendritic cell-specific transmembrane protein (DC-STAMP) and d2 isoform of vacuolar ($H^+$) ATPase (v-ATPase) Vo domain (Atp6v0d2), genes critical for osteoclastic cell-cell fusion. Collectively, these results suggest that insulin induces RANK expression via ERK1/2, which contributes to the enhancement of osteoclast differentiation.
Natural substances have recently received much attention as therapeutic drugs to prevent many diseases in humans because they avoid the many side effects of treatment with chemical compounds. We examined the effect of water extract of deer antler in RANKL-induced osteoclast differentiation. The effects of water extract of deer antler in osteoclast differentiation were determined by culture of bone marrow macrophages (BMMs). The mRNA expression levels of c-Fos, NFATc1, TRAP, and GAPDH in BMMs were analyzed by RT-PCR. Cell lysates were obtained from the treated cells, the expression levels of c-Fos and NFATc1 were determined by western blotting with antibodies for c-Fos and NFATc1. Water extract of deer antler greatly inhibited RANKL-mediated osteoclast differentiation in osteoclast precursors without cytotoxicity. Water extract of deer antler inhibited the expression of c-Fos and NFATc1 in BMMs treated with RANKL. Our findings suggest that water extract of deer antler inhibited osteoclast differentiation by suppressing c-Fos and NFATc1 expression in response to RANKL. These results demonstrate that water extract of deer antler may be a useful the treatment of bone-related disease such as osteoporosis.
Recently, soluble TNF receptor homolog osteoprotegerin(OPG) and its membrane-bound ligand osteoclast differentiation factor(ODF) were found to regulate osteoclast formation and function, and bone metabolism. It is now well established that ODF acts via RANK expressed on hematopoietic osteoclast precursor cells to facilitate their differentiation to osteoclasts, and OPG prevents the formation of osteoclasts by interfering the binding of ODF and RANK. Expression of OPG and ODF was believed to be closely related to the pathogenesis of bone resorption and destruction from osteoporosis, periodontal diseases, malignant bone tumor, and arthritis. The periodontal ligament fibroblasts (PDLF), located between the tooth and tooth socket, has been thought to play an important role in maintaining bone homeostasis of periodontal tissues. However, the exact mechanism by which bone formation and resorption are regulated by PDLF is not well understood. In this study we have prepared primary cultures of human PDLF from periodontium of malaligned tooth extracted due to orthodontic reason, and determined steady state or inflammatory signal-induced OPG and ODF expression using RT-PCR and western blot analysis. OPG and ODF mRNA and protein were expressed constitutively in the PDLF and these expression were slightly increased by osteotropic cytokine IL-1 ${\beta}$. Lipopolysaccharide-treated PDLF showed decrease in OPG mRNA and protein expression, and increase in ODF mRNA and protein expression. These results indicated that PDLF influence the osteoclastogenesis by OPG and ODF expression in the inflammatory situation as well as physiological condition, and thereby pathogenesis of periodontal alveolar bone destruction.
The fruit of Chaenomeles sinensis (Thouin) Koehne (Chaenomelis Fructus) known as "Mo-Gua" in Korea has been commonly used in traditional medicine to treat inflammatory diseases, such as sore throat. However, its effect on bone metabolism has not been elucidated yet. Here, we examined the effect of Chaenomelis Fructus ethanol extract (CF-E) on receptor activator of nuclear factor (NF)-κB ligand (RANKL)-mediated osteoclast differentiation and formation. CF-E considerably inhibited osteoclast differentiation and tartrate-resistant acid phosphatase-positive multinuclear cell formation from bone marrow-derived macrophages and osteoclast precursor cells in a dose-dependent manner. In addition, the formation of actin rings and resorption pits were significantly suppressed in CF-E-treated osteoclasts as compared with the findings in non-treated control cells. Consistent with these phenotypic inhibitory results, the expressions of osteoclast differentiation marker genes (Acp5, Atp6v0d2, Oscar, CtsK, and Tm7sf4) and Nfatc1, a pivotal transcription factor for osteoclastogenesis, were markedly decreased by CF-E treatment. The inhibitory effect of CF-E on RANKL-induced osteoclastogenesis was associated with the suppression of NFATc1 expression, not by regulation of mitogen-activated protein kinases and NF-κB activation but by the inactivation of phospholipase C gamma 1 and 2. These results indicate that CF-E has an inhibitory effect on osteoclast differentiation and formation, and they suggest the possibility of CF-E as a traditional therapeutic agent against bone-resorptive diseases, such as osteoporosis, rheumatoid arthritis, and periodontitis.
Osteoclasts are bone-resorbing giant cells that differentiate from hematopoietic cells of the monocyte/macrophages. Excessive osteoclast differentiation leads to gradual loss of bone mass causing fracture of the skeleton. The aim of this study was to develop a drug candidates for the treatment of osteoporosis. RANKL-induced osteoclast differentiation was dose-dependently inhibited by myricetin. Myricetin inhibited the expression of c-Fos, NFATc1, and TRAP in BMMs treated with RANKL. Myricetin disrupted the structure of actin ring and suppressed osteoclastic bone resorption. Also, myricetin induced apoptosis in mature osteoclasts. Myricetin inhibited the phosphorylation of ERK in mature osteoclasts treated with M-CSF. The activation of caspase-9 and caspase-3 was increased by myricetin treatment. Our results suggest that myricetin may be an effective agent to prevent bone diseases such as osteoporosis.
Alveolar bone destruction is a character-istic of periodontal disease. Treponema denticola are found in significantly increased numbers in the sites affected with periodontal disease. In order to clarify the role of T. denticola in destruction of alveo-lar bone in periodontal disease, this study was undertaken to determine the effect of sonicated extract of T. denticola on osteo-clast differentiation in co-culture system of mouse bone marrow cells and calvaria cells. The ability of osteoclast formation was estimated by counting the number of tar-tartrate resistant acid phosphatase(TRAP) positive cells. Sonicated extract of this bacteria stimulated osteoclast formation in a dose dependent manner(p<0.05). Indomathacin, an inhibitor of prostaglandin synthesis, decreased osteoclast formation induced by sonicated extract of this bacte-bacteria(p<0.05). Extract-induced osteoclast formation was decreased, when sonicated extract of bacteria was heated(p<0.05). These findings suggest that T. denticola induces osteoclast differentiation, and protein component of this bacteria and $PGE_2$ may play an important role in this process.
Atractylodis Rhizoma Alba is commonly used herbal medicine and it has been known that has immuno-regualtory effects and anti-cancer effects. The inhibition of osteoclastogenesis is essential for the prevention and treatment of osteoporosis. The aim of this study was to evaluate the effects of Atractylodis Rhizoma Alba on osteoclast differentiation in vitro and on resorbing activity of osteoclast. Osteoclast formation was evaluated in bone marrow cells (BMC) in the presence or absence of Atractylodis Rhizoma Alba. The expression of c-fos, tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP), OSCAR, DC-STAMP, cathepsin K, MafB and NFATc1 mRNA in osteoclast precursor were assessed by RT-PCR. The levels of TNF receptor-associated factor-6 (TRAF-6), c-fos and NFATc1 protein were assessed by Western blot analysis. Also the correlation with MAPKs and NF-${\kappa}B$ pathways were measured by using Western blot analysis. With bone resorption study, I tried to evaluate the inhibitory effects of Atractylodis Rhizoma Alba on mature osteoclast function. Atractylodis Rhizoma Alba inhibited the RANKL induced osteoclastic differentiation from bone marrow macrophage in a dose dependant manner without cellular toxicity. Gene expression of c-fos and NFATc1 was significantly down regulated with Atractylodis Rhizoma Alba treatment. Atractylodis Rhizoma Alba markedly inhibited the RANKL-induced osteoclastogenesis through suppression of nuclear factor kappa b (NF-${\kappa}B$) pathway, down stream pathway of p38, ERK and JNK pathway. Taken together, I concluded that Atractylodis Rhizoma Alba have beneficial effect on osteoporosis by inhibition of osteoclast differentiation and by inhibition of functioning osteoclast. Thus I expect that Atractylodis Rhizoma Alba could be a treatment option for osteoporosis.
Bone homeostasis is maintained by co-ordination of bone-resorbing osteoclasts and bone-forming osteoblasts. Imbalance between osteoclasts and osteoblasts leads to many bone diseases such as osteoporosis, rheumatoid arthritis. Taxillus chinensis is a herb that has been widely used to improve bone health. However, the effect and mechanism of Taxillus chinensis extract on osteoclast differentiation and bone resportion has been unknown. Thus, We investigated the effect of Taxillus chinensis on expression of receptor activator of nuclear factor-${\kappa}B$ ligand (RANKL)-induced osteoclast differentiation and bone resorption. Also, the action of Taxillus chinensis on mechanisms relating to osteoclast differentiation was studied. In this results, we identified that Taxillus chinensis significantly inhibited RANKL-induced osteoclast differentiation and bone resportion. Moreover, Taxillus chinensis was suppressed the activation of NF-${\kappa}B$ in bone marrow macrophage treated RANKL and M-CSF. Taxillus chinensis was down-regulated the mRNA expression of c-Fos, nuclear factor of activated T-cells (NFAT)c1, osteoclast-associated receptor (OSCAR), tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP). The cell adhesion-related molecules such as integrin ${\alpha}v$ and integrin ${\beta}3$, and the filamentous actin (F-actin) rings of mature osteoclasts-related molecules such as dendritic cell-specific transmembrane preotein (DC-STAMP) and cathepsin K are also suppressed. Taken together, these results indicated that Taxillus chinensis will be a good candidate to treat osteoclast-mediated bone diseases.
Non-small-cell lung cancer (NSCLC) is the third most common cancer that spreads to the bone, resulting in osteolytic lesions caused by hyperactivation of osteoclasts. Activating mutations in epidermal growth factor receptor-tyrosine kinase (EGF-TK) are frequently associated with NSCLC, and afatinib is a first-line therapeutic drug, irreversibly targeting EGF-TK. However, the effects of afatinib on osteoclast differentiation and activation as well as the underlying mechanism remain unclear. In this study, afatinib significantly suppressed receptor activator of nuclear factor ${\kappa}B$ (RANK) ligand (RANKL)-induced osteoclast formation in bone marrow macrophages (BMMs). Consistently, afatinib inhibited the expression of osteoclast marker genes, whereas, it upregulated the expression of negative modulator genes. The bone resorbing activity of osteoclasts was also abrogated by afatinib. In addition, afatinib significantly inhibited RANKL-mediated Akt/protein kinase B and c-Jun N-terminal kinase phosphorylation. These results suggest that afatinib substantially suppresses osteoclastogenesis by downregulating RANK signaling pathways, and thus may reduce osteolysis after bone metastasis.
Objectives: This study was performed to evaluate effects of Cordyceps militaris(CM) on osteoclast differentiation and its related gene expression. Methods: We used mouse myeloid cells RAW 264.7 stimulated by receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand(RANKL) to induce osteoclast differentiation. There are four groups of which RAW 264.7 cells are not stimulated by RANKL (Normal), stimulated by RANKL without CM(Control), stimulated by RANKL with 0.1 ${\mu}g/ml$ of CM(CM 0.1), stimulated by RANKL with 1 ${\mu}g/ml$ of CM(CM 1). Osteoclastogenesis was measured by counting Tartrate-resistant acid phosphatase-positive multinucleated cells [TRAP(+) MNC]. RT-PCR was performed to evaluate the inhibitory effect of CM on gene expression(TRAP, AKT1, JNK1, NFATc1, c-Fos, MITF). Results: 1. CM decreased the number of TRAP(+) osteoclast in RANKL-stimulated RAW 264.7 cell at the concentration of 0.1 ${\mu}g/ml$ and 1 ${\mu}g/ml$. 2. CM decreased the expression of TRAP in osteoclast at the concentration of 1 ${\mu}g/ml$. 3. CM decreased the expression of AKT1, JNK1 in osteoclast at the concentration of 1 ${\mu}g/ml$. 4. CM didn't affect the expression of NFATc1, c-Fos, MITF in osteoclast. Conclusions: Cordyceps militaris has inhibitory effects on osteoclast differentiation and its related gene expression. These results suggest that Cordyceps militaris has a potential as a treatment of osteoporosis.
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.