Sui, Bing-Dong;Chen, Ji;Zhang, Xin-Yi;He, Tao;Zhao, Pan;Zheng, Chen-Xi;Li, Meng;Hu, Cheng-Hu;Jin, Yan
Experimental and Molecular Medicine
/
v.50
no.12
/
pp.12.1-12.14
/
2018
Osteoporosis develops with high prevalence in both postmenopausal women and hypogonadal men. Osteoporosis results in significant morbidity, but no cure has been established. Mesenchymal stem cells (MSCs) critically contribute to bone homeostasis and possess potent immunomodulatory/anti-inflammatory capability. Here, we investigated the therapeutic efficacy of using an infusion of MSCs to treat sex hormone-deficient bone loss and its underlying mechanisms. In particular, we compared the impacts of MSC cytotherapy in the two genders with the aim of examining potential gender differences. Using the gonadectomy (GNX) model, we confirmed that the osteoporotic phenotypes were substantially consistent between female and male mice. Importantly, systemic MSC transplantation (MSCT) not only rescued trabecular bone loss in GNX mice but also restored cortical bone mass and bone quality. Unexpectedly, no differences were detected between the genders. Furthermore, MSCT demonstrated an equal efficiency in rectifying the bone remodeling balance in both genders of GNX animals, as proven by the comparable recovery of bone formation and parallel normalization of bone resorption. Mechanistically, using green fluorescent protein (GFP)-based cell-tracing, we demonstrated rapid engraftment but poor inhabitation of donor MSCs in the GNX recipient bone marrow of each gender. Alternatively, MSCT uniformly reduced the $CD3^+T$-cell population and suppressed the serum levels of inflammatory cytokines in reversing female and male GNX osteoporosis, which was attributed to the ability of the MSC to induce T-cell apoptosis. Immunosuppression in the microenvironment eventually led to functional recovery of endogenous MSCs, which resulted in restored osteogenesis and normalized behavior to modulate osteoclastogenesis. Collectively, these data revealed recipient sexually monomorphic responses to MSC therapy in gonadal steroid deficiency-induced osteoporosis via immunosuppression/anti-inflammation and resident stem cell recovery.
A2B adenosine receptor (A2BAR) is known to be the regulator of bone homeostasis, but its regulatory mechanisms in osteoclast formation are less well-defined. Here, we demonstrate the effect of A2BAR stimulation on osteoclast differentiation and activity by RANKL. A2BAR was expressed in bone marrow-derived monocyte/macrophage (BMM) and RANKL increased A2BAR expression during osteoclastogenesis. A2BAR stimulation with its specific agonist BAY 60-6583 was sufficient to inhibit the activation of ERK1/2, p38 MAP kinases and $NF-{\kappa}B$ by RANKL as well as it abrogated cell-cell fusion in the late stage of osteoclast differentiation. Stimulation of A2BAR suppressed the expression of osteoclast marker genes, such as c-Fos, TRAP, Cathepsin-K and NFATc1, induced by RANKL, and transcriptional activity of NFATc1 was also inhibited by stimulation of A2BAR. A2BAR stimulation caused a notable reduction in the expression of Atp6v0d2 and DC-STAMP related to cell-cell fusion of osteoclasts. Especially, a decrease in bone resorption activity through suppression of actin ring formation by A2BAR stimulation was observed. Taken together, these results suggest that A2BAR stimulation inhibits the activation of ERK1/2, p38 and $NF-{\kappa}B$ by RANKL, which suppresses the induction of osteoclast marker genes, thus contributing to the decrease in osteoclast cell-cell fusion and bone resorption activity.
Hong, Seo Jin;Jung, Suhan;Jang, Ji Sun;Mo, Shenzheng;Kwon, Jun-Oh;Kim, Min Kyung;Kim, Hong-Hee
Molecules and Cells
/
v.45
no.10
/
pp.749-760
/
2022
Osteoclast generation from monocyte/macrophage lineage precursor cells needs to be tightly regulated to maintain bone homeostasis and is frequently over-activated in inflammatory conditions. PARK2, a protein associated with Parkinson's disease, plays an important role in mitophagy via its ubiquitin ligase function. In this study, we investigated whether PARK2 is involved in osteoclastogenesis. PARK2 expression was found to be increased during the receptor activator of nuclear factor-κB ligand (RANKL)-induced osteoclast differentiation. PARK2 gene silencing with siRNA significantly reduced osteoclastogenesis induced by RANKL, LPS (lipopolysaccharide), TNFα (tumor necrosis factor α), and IL-1β (interleukin-1β). On the other hand, overexpression of PARK2 promoted osteoclastogenesis. This regulation of osteoclastogenesis by PARK2 was mediated by IKK (inhibitory κB kinase) and NF-κB activation while MAPK (mitogen-activated protein kinases) activation was not involved. Additionally, administration of PARK2 siRNA significantly reduced osteoclastogenesis and bone loss in an in vivo model of inflammatory bone erosion. Taken together, this study establishes a novel role for PARK2 as a positive regulator in osteoclast differentiation and inflammatory bone destruction.
Oh, Eun-Ji;Zang, Yaran;Kim, Jung-Woo;Lee, Mi Nam;Song, Ju Han;Oh, Sin-Hye;Kwon, Seung Hee;Yang, Jin-Woo;Koh, Jeong-Tae
International Journal of Oral Biology
/
v.44
no.4
/
pp.173-181
/
2019
The CC chemokine receptor 5 (CCR5) is a G protein-coupled receptor that regulates chemotaxis and effector functions of immune cells. It also serves as the major co-receptor for the entry of human immunodeficiency virus (HIV). Recently, CCR5 inhibitors have been developed and used for the treatment or prevention of HIV infections. Additionally, it has been identified that CCR5 controls bone homeostasis by regulating osteoclastogenesis and the communication between osteoblasts and osteoclasts. However, the effects of CCR5 inhibition on bone tissue in elderly patients are unknown. This study aimed to examine the bone phenotype of aged CCR5 knockout (KO) mice. Femoral and tibial bones were isolated from 12-month and 18-month old wild-type (WT) and CCR5 KO mice, and microcomputed tomography and histology analyses were performed. Twelve-month-old CCR5 KO mice exhibited a decreased trabecular bone mass and cortical bone thickness in both femoral and tibial bones compared with age-matched WT mice. Eighteen-month-old mice also showed a decreased trabecular bone mass in femurs compared with control WT mice, but not in tibial bones. Unlike in 12-month-old mice, the cortical margin of femurs and tibias in 18-month-old mice were rough, likely because they were aggravated by the deficiency of CCR5. Overall, our data suggest that the deficiency of CCR5 with aging can cause severe bone loss. When CCR5 inhibitors or CCR5 inactivating technologies are used in elderly patients, a preventive strategy for bone loss should be considered.
Xu, Huiyun;Duan, Jing;Ning, Dandan;Li, Jingbao;Liu, Ruofei;Yang, Ruixin;Jiang, Jean X.;Shang, Peng
BMB Reports
/
v.47
no.12
/
pp.666-672
/
2014
The Wnt signaling pathway is well known to play major roles in skeletal development and homeostasis. In certain aspects, fracture repair mimics the process of bone embryonic development. Thus, the importance of Wnt signaling in fracture healing has become more apparent in recent years. Here, we summarize recent research progress in the area, which may be conducive to the development of Wnt-based therapeutic strategies for bone repair.
Tumor necrosis factor receptor-associated factor 6 (TRAF6) is identified as a signaling adaptor protein that regulates bone metabolism, immunity, and the development of several tissues. Therefore, its functions are closely associated with multiple diseases. TRAF6 is also involved in the regulation of hematopoiesis under steady-state conditions, but the role of TRAF6 in modulating hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) during the developmental stages remains unknown. Here, we report that the deletion of TRAF6 in hematopoietic lineage cells resulted in the upregulation of HSPCs in the fetal liver at the prenatal period. However, in the early postnatal period, deletion of TRAF6 drastically diminished HSPCs in the bone marrow (BM), with severe defects in BM development and extramedullary hematopoiesis in the spleen being identified. In the analysis of adult HSPCs in a BM reconstitution setting, TRAF6 played no significant role in HSPC homeostasis, albeit it affected the development of T cells. Taken together, our results suggest that the role of TRAF6 in regulating HSPCs is altered in a spatial and temporal manner during the developmental course of mice.
Lymphatic vessels are essential to regulate interstitial fluid homeostasis and diverse immune responses. A number of crucial factors, such as VEGFC, SOX18, PROX1, FOX2C, and GJC2, have been implicated in differentiation and/or maintenance of lymphatic endothelial cells (LECs). In humans, dysregulation of these genes is known to cause lymphedema, a debilitating condition which adversely impacts the quality of life of affected individuals. However, there are no currently available pharmacological treatments for lymphedema, necessitating identification of additional factors modulating lymphatic development and function which can be targeted for therapy. In this report, we investigate the function of genes associated with Bone Morphogenetic Protein (BMP) signaling in lymphatic development using zebrafish embryos. The knock-down of BMP type II receptors, Bmpr2a and Bmpr2b, and type I receptors, Alk3 and Alk3b, as well as SMAD5, an essential cellular mediator of BMP signaling, led to distinct lymphatic defects in developing zebrafish. Therefore, it appears that each constituent of the BMP signaling pathway may have a unique function during lymphatic development. Taken together, our data demonstrate that BMP signaling is essential for normal lymphatic vessel development in zebrafish.
Kim, Inyoung;Kim, Jung Ha;Kim, Kabsun;Seong, Semun;Kim, Nacksung
BMB Reports
/
v.52
no.7
/
pp.469-474
/
2019
Kruppel-like factor 2 (KLF2) has been implicated in the regulation of cell proliferation, differentiation, and survival in a variety of cells. Recently, it has been reported that KLF2 regulates the p65-mediated transactivation of $NF-{\kappa}B$. Although the $NF-{\kappa}B$ pathway plays an important role in the differentiation of osteoclasts and osteoblasts, the role of KLF2 in these bone cells has not yet been fully elucidated. In this study, we demonstrated that KLF2 regulates osteoclast and osteoblast differentiation. The overexpression of KLF2 in osteoclast precursor cells inhibited osteoclast differentiation by downregulating c-Fos, NFATc1, and TRAP expression, while KLF2 overexpression in osteoblasts enhanced osteoblast differentiation and function by upregulating Runx2, ALP, and BSP expression. Conversely, the downregulation of KLF2 with KLF2-specific siRNA increased osteoclast differentiation and inhibited osteoblast differentiation. Moreover, the overexpression of interferon regulatory protein 2-binding protein 2 (IRF2BP2), a regulator of KLF2, suppressed osteoclast differentiation and enhanced osteoblast differentiation and function. These effects were reversed by downregulating KLF2. Collectively, our data provide new insights and evidence to suggest that the IRF2BP2/KLF2 axis mediates osteoclast and osteoblast differentiation, thereby affecting bone homeostasis.
Disulfiram (DSF), a medication for alcoholism, has recently been used as a repurposing drug owing to its anticancer effects. Despite the crucial role of dendritic cells (DCs) in immune homeostasis and cancer therapy, the effects of DSF on the survival and function of DCs have not yet been studied. Therefore, we treated bone marrow-derived DCs with DSF and lipopolysaccharide (LPS) and performed various analyses. DCs are resistant to DSF and less cytotoxic than bone marrow cells and spleen cells. The viability and metabolic activity of DCs hardly decreased after treatment with DSF in the absence or presence of LPS. DSF did not alter the expression of surface markers (MHC II, CD86, CD40, and CD54), antigen uptake capability, or the antigen-presenting ability of LPS-treated DCs. DSF decreased the production of interleukin (IL)-12/23 (p40), but not IL-6 or tumor necrosis factor-α, in LPS-treated DCs. We considered the granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) as a factor to make DCs resistant to DSF-induced cytotoxicity. The resistance of DCs to DSF decreased when GM-CSF was not given or its signaling was inhibited. Also, GM-CSF upregulated the expression of a transcription factor XBP-1 which is essential for DCs' survival. This study demonstrated for the first time that DSF did not alter the function of DCs, had low cytotoxicity, and induced differential cytokine production.
Kim, Jung Young;Hyuk, Jungjong;Lee, Myeung Su;Lee, Chang Hoon;Kim, Yun Kyung;Jeon, Byung Hoon;Kwak, Han Bok;Kim, Ju-Young;Choi, Min-Kyu;Kim, Jeong Joong;Oh, Jaemin
Journal of Physiology & Pathology in Korean Medicine
/
v.26
no.6
/
pp.869-873
/
2012
Balance between bone-forming osteoblasts and bone-resorbing osteoclasts is important in bone homeostasis. Unusual balance between bone-forming osteoblasts and bone-resorbing osteoclasts leads to bone diseases, such as osteoporosis. Saururus chinensis has been widely used in oriental medicine. Saururus chinensis has been known that has antioxidant and anticancer effect. But, the effect of Saururus chinensis in osteoclast differentation remains unknown. We examined the effect of Saururus chinensis in receptor activator of nuclear factor-${\kappa}B$ ligand (RANKL)-induced osteoclast differentiation. From the results of our study, we found that saururus chinensis clearly inhibited RANKL-induced osteoclast differentiation in bone marrow macrophages (BMM) in a dose dependent manner without toxicity. Saururus chinensis inhibited the phosphorylation of JNK, P38, AKT, and ERK induced by RANKL. The mRNA expression of NFATc1, TRAP, and OSCAR induced by RANKL was inhibited by Saururus chinensis treatment. Moreover Saururus chinensis suppressed the protein expression of c-Fos and NFATc1 in BMMs treated with RANKL. These results suggest that Saururus chinensis may be a useful drug in the treatment of bone-related disease.
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.