• Journal of Nutrition and Health
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• 제51권1호
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• pp.23-30
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• 2018

Purpose: Runx2 (runt-related transcription factor 2), a bone-specific transcription factor, is a key regulator of osteoblast differentiation and its expression is induced by the activation of BMP-2 signaling. This study examined whether zinc modulates BMP-2 signaling and therefore stimulates Runx2 and osteoblast differentiation gene expression. Methods: Two osteoblastic MC3T3-E1 cell lines (subclones 4 as a high osteoblast differentiation and subclone 24 as a low osteoblastic differentiation) were cultured in an osteogenic medium (OSM) as the normal control, Zn-($1{\mu}M$ Zn) or Zn+($15{\mu}M$ Zn) for 24 h. The genes and proteins for BMP-2 signaling (BMP-2, Smad-1/p-Smad-1), transcription factors (Runx2, osterix), and osteoblast differentiation marker proteins were assessed. Results: In both cell lines, BMP-2 mRAN and protein expression and extracellular BMP-2 secretion all decreased in Zn-. The expression of Smad-1 (downstream regulator of BMP-2 signaling) and p-Smad-1 (phosphorylated Smad-1) also downregulated in Zn-. Furthermore, the expression of the bone-specific transcription factors, Runx2 and osterix, decreased in Zn-, which might be due to the decreased BMP-2 expression and Smad-1 activation (p-Smad-1) by Zn-, because Runx2 and osterix both are downstream in BMP-2 signaling. Bone marker gene expression, such as alkaline phosphatase (ALP), collagen type I (COLI), osteocalcin, and osteopontin were also downregulated in Zn-. Conclusion: The results suggest that a zinc deficiency in osteoblasts suppresses the BMP-2 signaling pathway via the suppression of Smad-1 activation, and this suppressed BMP-2 signaling can cause poor osteoblast differentiation.

• Current Optics and Photonics
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• 제6권3호
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• pp.227-235
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• 2022

To investigate the aging-related physiological functions of organic light-emitting diodes (OLEDs), we examined mRNA expression changes in aging-related genes due to oxidative stress inhibition by 630-nm red light OLEDs. As a result of irradiating 630-nm OLED with an intensity of 5 mW/cm² for 15 min, the viability of dermal fibroblasts significantly increased by 1.3-fold. In addition, reactive oxygen species generated by H₂O₂ were significantly reduced about 4.9-fold by irradiation with 630-nm OLED. Quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction results showed that 630-nm OLEDs altered aging-related gene mRNA expression levels through antioxidant activity. The mRNA expression levels of matrix metalloproteinase1 (MMP1) and MMP9 decreased significantly, by about 2.2- and 2.5-fold, compared to the control group, whereas those of collagen, type I, and alpha 1 increased significantly, by 4.9-fold. The mRNA expression levels of cancer suppression genes p16 and p53 in dermal fibroblasts were also significantly reduced by 630-nm OLED irradiation, by about 1.4- and three-fold, respectively, compared to the control. Overall, it was confirmed that 630-nm OLED irradiation lowered the level of ROS formation induced by H₂O₂ in dermal fibroblasts, and that this antioxidant effect could regulate the mRNA expression levels of aging- and tumor suppression-related genes. This study shows a link between 630-nm OLED irradiation and anti-aging physiological functions such as antioxidant function, and suggests the potential of OLEDs as a useful light source for skin care.

• 한방안이비인후피부과학회지
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• 제35권4호
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• pp.63-74
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• 2022

Objectives : Skin aging is generally characterized by wrinkles, sagging, loss of elasticity roughness, pigmentation and dryness. This changes is caused by reducing the elements constituting the extracellular matrix contributing to the physiological properties of the skin, such as collagen fiber, elastic fiber, and hyaluronic acid. Adequate skin hydration is important to maintain normal skin function and reduce skin aging. The present study is objective to observe skin moisturizing effects of Unripe apple(UA, Immature fruit of Malus pumila Mill) in vivo and its underlying molecular mechanisms. Methods : ICR mice were orally administerd UA(100, 200 and 400mg/kg/day) for 8 weeks, and skin water contents and the expression of transforming growth factor (TGF)-𝛽1, ceramide, hyaluronan and collagen type I(COL1) were measured in dorsal back skin of the mice. Gene expression of hyaluronan synthase(HAS1, HAS2, HAS3), collagen synthase(COL1A1, COL1A2) and TGF-𝛽1 were also determined by realtime RT-PCR. Results : Skin water contents and the expression of TGF-𝛽1, ceramide, COL1 and hyaluronan were significantly increased in UA group(100, 200 and 400mg/kg/day) compared to vehicle control. The mRNA expression of HAS isoform(HAS1, HAS2, HAS3), COL1A1, COL1A2, and TGF-𝛽1 were also significantly increased by UA. Conclusions : UA has skin moisturizing effects and enhancement activities in skin function related components(COL1, hyaluronan, ceramide and TGF-𝛽1). These results suggested that UA can be a developing candidate for developing alternative skin protective agent or functional food ingredient.

• 한국어류학회지
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• 제23권1호
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• pp.1-9
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• 2011

ACP (annealing control primer)를 사용하여 DDRT (differential display reverse transcription)-PCR 방법으로 볼락의 성장단계에 따라 발현량 차이를 나타내는 DEG (differentially expressed gene)를 확보하였다. ACP 120개를 분석하여 18개월령 근육조직에서보다 6개월령 근육조직에서 발현량이 많은 DEG 16개와 6개월령 근육조직에서보다 18개월령 근육조직에서 발현량이 더 많은 DEG22개의 염기서열을 분석하였다. DEG 염기서열을 BLAST 검색한 결과, parvalbumin (PVALB) 등 18개의 유전자(PVALB, NDKB, TPM, TnI, GAPDH, CKM2, factor 2 SERF2, AMPD, TRICA, ARHGAP15, ESD, hsp70, COL1A2, GST, Midllip1, MYL1, SERCA1B, FTH1)와 69~95%의 상동성을 나타냈다. Real time PCR 분석법으로 6개월령 근육조직에서 발현량이 많은 DEG14와 PVALB 유전자의 성장단계별 발현양상을 조사한 결과, 볼락이 성장함에 따라 발현량이 감소하였으며, 특히 PVALB 유전자는 6개월령 이후에는 발현량이 극히 적었다. 6개월령 근육조직에서보다 18 개월령 근육조직에서 발현량에서 많았던 CKM2 유전자는 성장함에 따라 발현량이 계속 증가하였고, 4세 이후에는 발현량이 감소하였다. DEG의 조직특이적 발현양상을 분석한 결과, DEG14는 근육, 간, 신장, 및 비장조직에서 발현되었으며, PVALB 유전자는 근육과 신장조직에서 발현되었고, 간과 비장조직에서는 발현되지 않았다. CKM2 유전자는 근육, 신장 및 비장조직에서 발현되었고, 간 조직에서는 발현되지 않았다. PVALB 유전자의 mRNA 크기는 659 bp 이며, 110개의 아미노산으로 구성되어 있다. Parvalbumin과 CKM2 유전자는 성장속도가 빠른 어류 선발에 이용할 수 있는 분자마커 개발에 활용하고자한다.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제7권6호
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• pp.496-505
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• 2015

PURPOSE. To determine the effect of fibronectin (FN)-conjugated, microgrooved titanium (Ti) on osteoblast differentiation and gene expression in human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (MSCs). MATERIALS AND METHODS. Photolithography was used to fabricate the microgrooved Ti, and amine functionalization (silanization) was used to immobilize fibronectin on the titanium surfaces. Osteoblast differentiation and osteoblast marker gene expression were analyzed by means of alkaline phosphatase activity assay, extracellular calcium deposition assay, and quantitative real-time PCR. RESULTS. The conjugation of fibronectin on Ti significantly increased osteoblast differentiation in MSCs compared with non-conjugated Ti substrates. On the extracellular calcium deposition assays of MSCs at 21 days, an approximately two-fold increase in calcium concentration was observed on the etched 60-${\mu}m$-wide/10-${\mu}m$-deep microgrooved surface with fibronectin (E60/10FN) compared with the same surface without fibronectin (E60/10), and a more than four-fold increase in calcium concentration was observed on E60/10FN compared with the non-etched control (NE0) and etched control (E0) surfaces. Through a series of analyses to determine the expression of osteoblast marker genes, a significant increase in all the marker genes except type I collagen ${\alpha}1$ mRNA was seen with E60/10FN more than with any of the other groups, as compared with NE0. CONCLUSION. The FN-conjugated, microgrooved Ti substrate can provide an effective surface to promote osteoblast differentiation and osteoblast marker gene expression in MSCs.

• 대한화장품학회지
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• 제41권4호
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• pp.325-331
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• 2015

피부는 낮 동안 태양빛과 인공 빛에 끊임없이 노출되어 있으며, 그중 5%는 UV 영역, 50%는 가시광선, 나머지 45%는 적외선 영역으로 구성되어 있다. 이중 자외선의 피부에 대한 영향은 많은 연구가 되어 왔으나, 나머지 영역에 대한 연구는 미진한 실정이다. 이에, 가시광선에서 적외선 사이의 파장이 피부 섬유아세포에 어떤 영향을 미치는지 연구하고자 하였다. 광처리에 의한 효과는 광파장, 처리 시간, 광세기, 광조합 등 다양한 파라미터들의 조합에 의해 그 효능이 결정되므로, 본 연구에서는 섬유아세포의 성장 및 콜라겐 합성과 관련된 기능을 촉진시킬 수 있는 광처리 조건을 찾아내고자 하였다. 가시광선과 적외선 영역 사이의 6개의 파장을 처리한 결과, 레드(630 nm)와 그린(520 nm) 파장에 의해 섬유아세포의 증식이 증가함을 확인하였다. 광처리 시간은 콜라겐 합성량 증가를 위해서는 10 min의 광처리가 30 min의 광처리 보다 적합한 조건이었다. 광세기는 $0.05{\sim}0.75mW/cm^2$에서 6개의 광세기로 분할하여 실험한 결과, 레드 $0.3mW/cm^2$와 그린파장 0.15, $0.3mW/cm^2$ 세기가 type I collagen의 mRNA의 양을 증가시킬 수 있었다. 마지막으로 두 개 파장을 순차적으로 조합 처리하였을 때의 효과를 확인한 결과, 레드와 그린파장의 조합 조건은 섬유아세포의 수적증가를 목적으로 할 때 효율적인 방법이며, 콜라겐 합성에는 레드 단독처리가 보다 효과적인 방법이었다. 따라서 본 연구에서 제시하는 광처리 조건을 이용시 피부 세포의 성장이나 콜라겐 합성에 긍정적 영향을 유도할 수 있으며, 재생 및 피부 미용 등에 활용할 수 있는 가능성이 클 것으로 기대된다.

• Nutrition Research and Practice
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• 제11권3호
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• pp.190-197
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• 2017

BACKGROUND/OBJECTIVES: Gallus gallus domesticus (GD) is a natural mutant breed of chicken in Korea with an atypical characterization of melanin in its tissue. This study investigated the effects of melanin extracts of GD on osteoblast differentiation and inhibition of osteoclast formation. MATERIALS/METHODS: The effects of the melanin extract of GD on human osteoblast MG-63 cell differentiation were examined by evaluating cell viability, osteoblast differentiation, and expression of osteoblast-specific transcription factors such as bone morphogenetic protein 2 (BMP-2), small mothers against decapentaplegic homologs 5 (SMAD5), runt-related transcription factor 2 (RUNX2), osteocalcin and type 1 collagen (COL-1) by reverse transcription-polymerase chain reaction and western blotting analysis. We investigated the inhibitory effect of melanin on the osteoclasts formation through tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP) activity and TRAP stains in Raw 264.7 cell. RESULTS: The melanin extract of GD was not cytotoxic to MG-63 cells at concentrations of $50-250{\mu}g/mL$. Alkaline phosphatase (ALP) activity and bone mineralization of melanin extract-treated cells increased in a dose-dependent manner from 50 to $250{\mu}g/mL$ and were 149% and 129% at $250{\mu}g/mL$ concentration, respectively (P < 0.05). The levels of BMP-2, osteocalcin, and COL-1 gene expression were significantly upregulated by 1.72-, 4.44-, and 2.12-fold in melanin-treated cells than in the control cells (P < 0.05). The levels of RUNX2 and SMAD5 proteins were higher in melanin-treated cells than in control vehicle-treated cells. The melanin extract attenuated the formation of receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand-induced TRAP-positive multinucleated RAW 264.7 cells by 22%, and was 77% cytotoxic to RAW 264.7 macrophages at a concentration of $500{\mu}g/mL$. CONCLUSIONS: This study provides evidence that the melanin extract promoted osteoblast differentiation by activating BMP/SMADs/RUNX2 signaling and regulating transcription of osteogenic genes such as ALP, type I collagen, and osteocalcin. These results suggest that the effective osteoblastic differentiation induced by melanin extract from GD makes it potentially useful in maintaining bone health.

• 대한화장품학회지
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• 제44권4호
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• pp.389-397
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• 2018

별불가사리(Asterina pectinifera Muller and Troschel)는 우리나라 전국 연안에서 흔히 볼 수 있는 토속종으로, 패류 양식장에 피해를 주는 불가사리류 중의 하나이다. 별불가사리 퇴치를 위해 대부분 건조하여 비료로 활용하고 있으며, 고부가가치 창출을 위한 다양한 연구가 진행되었으나 실제 활용은 미미한 실정이다. 따라서, 별불가사리로부터 피부 유용성분을 밝혀 새로운 활용 방안을 모색하고자 하였다. 성분연구를 통해 별불가사리로 부터 2종의 polyhydroxysteroid와 1종의 saponin을 분리하였으며, 이의 구조를 각각 $5{\alpha}$-cholestane-$3{\beta},6{\alpha},7{\alpha},8,15{\alpha},16{\beta},26$-heptol, $5{\alpha}$-cholestane-$3{\beta},4{\beta},6{\alpha},7{\alpha},8,15{\beta},16{\beta},2$6-octol 및 asterosaponin $P_1$으로 동정하였다. 이 물질들의 피부 효능을 확인한 결과 asterosaponin $P_1$이 표피 줄기세포의 증식을 촉진시키고, 각질형성세포에서 히알루론산을 합성하는 효소인 hyaluronan synthase-2와 hyaluronan synthase-3 유전자의 발현을 증가시킴을 확인하였다. 또한, asterosaponin $P_1$은 섬유아세포에서 진피의 주요 콜라겐인 type 1 콜라겐의 생합성을 촉진하는 효능을 보였다. 이상의 결과들로부터, 별불가사리로부터 분리한 asterosaponin $P_1$은 노화에 동반되는 피부 증상을 개선하는 항노화 화장품 소재로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Childhood Kidney Diseases
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• 제8권1호
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• pp.18-25
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• 2004

목 적 : 알포트 증후군은 감각신경성 난청을 동반하는 만성 진행성 유전성 신질환으로, 질환의 경과의 다양성으로 인하여 진행성의 예후인자에 특히 유전학적인 역할에 대한 관심이 커지고 있다. 본 연구에서는 만성 진행성 신질환에서 신부전으로의 진행에 관여하는 것으로 알려진 안지오텐신전환효소 유전자 다형성의 발현빈도 및 병의 진행경과와의 관계를 조사하고, 신부전으로의 진행을 억제하는 치료제로서 안지오텐신전환효소 억제제의 가능성을 알아보고자 하였다. 방 법 : 임상양상 및 신조직검사상 알포트 증후군으로 진단된 12명의 환아와 발병하지 않은 12명의 가족들에서 안지오텐신전환효소 다형성의 빈도를 비교하였다. 대상 환아를 신염의 발생 후 10세 이후까지 정상적인 신기능을 유지하고 있는 신기능 유지군과, 발병 후 10세 이전에 만성신부전으로 진행을 시작한(신기능 유지기간 5년 이하) 조기 신부전 진행군으로 구분하여 신기능 감소의 진행시기와 다형성과의 관계를 비교하였고, 발병이 없는 가족에서 다형성의 빈도 및 양상을 관찰하였다. 정상 대조군으로 고혈압, 신장 혹은 심장질환이 없고, 신질환의 가족력, 안지오텐신전환효소 억제제 혹은 다른 항고혈압제의 사용경력이 없는 소아환자 35명을 정상대조군으로 선정하였다. 결과 : 1) 발병연령은 신기능 유지군이 평균 $3.45{\pm}2.4$세였고, 조기 신부전 진행군이 평균 $4.4{\pm}1.2$세로 의미있는 차이가 없었으며, 남녀비는 각각 5:3, 2:1이었다. 2) 12례의 환아 중 4례(33%)는 10세 이전에 평균 8.9세 이전에 만성신부전으로 진행하여 발병에서부터 평균 4.5년 안에 신부전으로 빠를 진행을 보여주는 조기 신부전 진행군이었고, 8례(67%)는 10세 이후까지 이상 신기능이 유지되는 신기능 유지군으로 발병 이후 평균 10.6년(최소 8년, 최대 15년 이상) 이상 신기능을 유지하고 있었으며, 두 군간의 발병 당시 신기능 및 임상양상의 의미있는 차이는 없었다. 3) 알포트 환자의 안지오텐신전환효소 유전자형태는 II type이 3례(25.0%), ID type이 5례(41.7%). DD type이 4례(33.3%)로 정상대조군의 IItype 44.3%, ID type 40.9%, DD type 14.8%와 비교하여 DD type이 많은 경향을 보였으나 두 군사이의 의미 있는 차이는 없었다. 4) 조기 신부전 진행군 4례 중 3례(75%)에서 DD type을 보였고, 신기능 유지군 8례 중 1례(12.5%)에서 DD type을 보여 두 군간의 의미있는 차이를 보였다(p<0.05). 5) 신질환을 나타내지 않은 가족을 대상으로한 조사에서는 총 12례 중 II type 5례(41.7%), ID type 5례(41.7%), DD type 2례(16.6%)로 역시 정상대조군과 유의한 차이를 보이지 않았으며, 신기능 유지여부와 가족내의 DD발현 빈도는 의미있는 관계가 없었다. 결 론 : 소아 알포트 증후군에서 안지오텐신전환효소 유전자의 다형성의 빈도는 정상대조군에 비하여 의미있는 차이가 없었으나 조기에 신부전으로 진행한 환아에서의 DD genotype의 발현율이 의미있게 높게 나타나, 예후인자로서 가능성을 시사하였으며, 따라서 안지오텐신전환효소 억제제 치료가 신부전으로의 진행을 억제하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 생각되었다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제36권2호
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• pp.385-396
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• 2006

For the regeneration of periodontal tissues, the microenvironment for new attachment of connective tissue fibers should be provided, At this point of view, cementum formation in root surface plays a key role for this new attachment. This study was performed to figure out which factor promotes differentiation of cementoblast Considering anatomical structure of tooth, we selected the cells which may affect the differentiation of cementoblast - Ameloblast, OD11&MDPC23 for odontoblasts, NIH3T3 for fibroblsts and MG63 for osteoblasts. And OCCM30 was selected for cementoblast cell line. Then, the cell lines were cultured respectively and transferred the conditioned media to OCCM30. To evaluate the result, Alizarin red S stain was proceeded for evaluation of mineralization. The subjected mRNA genes are bone sialoprotein(BSP), alkaline phosphate(ALP) , osteocalcin(OC), type I collagen(Col I), osteonectin(SPARC ; secreted protein acidic and rich in cysteine). Expression of the gene were analysed by RT-PCR, The results were as follows: 1. For alizarin red S staining, control OCCM30 didn't show any mineralized red nodules until 14 days. But red nodules started to appear from about 4 days in MDPC-OCCM30 & OD11-OCCM30. 2. For results of RT-PCR, ESP mRNAs of control-OCCM30 and others were expressed from 14 days, but in MDPC23-OCCM30 & OD11-OCCM30 from 4 days. Like this, the gene expression of MDPC23-OCCM30 & OD11-OCCM30 were detected much earlier than others. 3. For confirmation of odontoblast effect on cementoblast, conditioned media of osteoblasts(MG63) which is mineralized by producing matrix vesicles didn't affect on the mineralized nodule formation of cementoblasts(OCCM30). This suggest the possibility that cementoblast mineralization is regulated by specific factor in dentin matrix protein rather than matrix vesicles. Therefore, we proved that the dentin/odontoblast promotes differentiation/mineralization of cementoblasts. This new approach might hole promise as diverse possibilities for the regeneration of tissues after periodontal disease.