Variations in physical toughness between muscles and animals are a function of growth rate and extend of collagen type I and III. The current study was designed to investigate the ability of growth rate, collagen concentration, collagen synthesizing and degrading genes on two different fibroblast cells derived from Hanwoo m. longissimus dorsi (LD) and semimembranosus (SM) muscles. Fibroblast cell survival time was determined for understanding about the characteristics of proliferation rate between the two fibroblasts. We examined the collagen concentration and protein expression of collagen type I and III between the two fibroblasts. The mRNA expression of collagen synthesis and collagen degrading genes to elucidate the molecular mechanisms on toughness and tenderness through collagen production between the two fibroblast cells. From our results the growth rate, collagen content and protein expression of collagen type I and III were significantly higher in SM than LD muscle fibroblast. The mRNA expressions of collagen synthesized genes were increased whereas the collagen degrading genes were decreased in SM than LD muscle. Results from confocal microscopical investigation showed increased fluorescence of collagen type I and III appearing stronger in SM than LD muscle fibroblast. These results implied that the locomotion muscle had higher fibroblast growth rate, leads to produce more collagen, and cause tougher than positional muscle. This in vitro study mirrored that background toughness of various muscles in live animal is likely associated with fibroblast growth pattern, collagen synthesis and its gene expression.
Objective : We present the difference of histopathologic changes of the internal elastic lamina (IEL) and collagen III in the superficial temporal artery (STA) between aneurysmal patients and non-aneurysmal patients. Also, the pathologic data with clinical features by comparative methods to validate the risk factor of the intracranial aneurysm are presented. Methods : Samples of the STA were harvested form 38 patients including aneurysmal and non-aneurysmal patients undergoing craniotomy. Paraffin-embedded sections were examined, using hematoxylin and eosin, van Giebson and mouse anti-collagen III staining techniques. Histopathological observations were ana lysed and correlated with clinical features such as presence of aneurysm, hypertension, age, and sex. Results : Twenty-seven patients had the intracranial aneurysm. Of these 24 patients were 50 years old or older. Nineteen patients had a history of hypertension. Twenty patients were female. Histopathological study demostrated the derangement of IEL and the deficiency of type III collagen were prominent in aneurysmal patients (p < 0.05). Fifty years old or older patients did not show correlation with the deficiency of type III collagen, but with the derangement of IEL (p < 0.05). The female sex was not correlated with the derangement of IEL but with the deficiency of type III collagen (p < 0.05). However, Hypertension was not correlated with these pathologic data. Conclusion : Patients with intracranial aneurysms have severe histopathologic changes of the arterial wall showing the derangement of IEL and the deficiency of type III collagen. In the clinico-pathologic study, the advanced age and female sex were considered as risk factors of the intracranial aneurysm.
This study was carried out to identify the skin anti-aging effect of cycloheterophyllin on dermal fibroblasts. To elucidate anti-aging effects of cycloheterophyllin on dermal fibroblasts, I measured cell viability, mRNA expressions, and Collagen, type I/matrix metallopeptidase 1(MMP1)-ELISA assay. In this study, I investigated the effects of cycloheterophyllin on Collagen, type I, alpha 1(COL1A1)/Collagen, type III, alpha 1(COL3A1)/MMP1/Superoxide dismutases/Catalase(CAT) mRNA expressions and Collagen, type I/MMP1 protein production. Quantitative Real-time RT-PCR showed that cycloheterophyllin increased mRNA level of COL1A1/COL3A1/CAT genes and collagen, type I protein by ELISA assay compared to UVA-treated dermal fibroblasts. Furthermore MMP1 mRNA and protein expressions were decreased by cycloheterophyllin treatment. These observations revealed that cycloheterophyllin increased anti-aging effects in dermal fibroblasts. Therefore, I identified the anti-aging effects of cycloheterophyllin, and these results showed that the cycloheterophyllin can be a considerable potent ingredient for skin anti-aging. Based on this, I anticipated further researches about cycloheterophyllin for mechanism to develop not only cosmetics but for healthcare food or medicine.
Park, Hyochun;Park, Hannara;Chung, Ho Yun;Teresa, MO;Waner, Milton
Archives of Plastic Surgery
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제42권5호
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pp.544-551
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2015
Background Changes in the composition of the extracellular matrix (ECM) occur between the proliferating and involuted phases of infantile hemangiomas (IH), and are associated with angiogenic growth. We examined the composition of the ECM in proliferating and involuted IHs and assessed correlations between the composition of the ECM and whether the IH was in the proliferating or the involuted phase. Methods We evaluated IH samples from a cohort of patients who had five proliferating IHs and five involuted IHs. The following ECM molecules were analyzed using enzyme-linked immunosorbent assays and immunohistochemistry: laminin, fibronectin, collagen type I, collagen type II, and collagen type III. Results The involuted IHs had higher levels of deposition of collagen type III than the proliferating IHs. The median values (interquartile ranges) were 1.135 (0.946-1.486) and 1.008 (0.780- 1.166) (P=0.019), respectively. The level of laminin was higher in involuted IHs than in proliferating IHs, with median values (interquartile ranges) of 3.191 (2.945-3.191) and 2.479 (1.699- 3.284) (P=0.047), respectively. Abundant collagen type III staining was found in involuted IHs. Laminin ${\alpha}4$ chain staining was clearly present within the basement membrane adjacent to the blood vessels, and was significantly more intense in involuted IHs than in proliferative IHs. Conclusions Involuted hemangiomas showed extensive deposition of collagen III and laminin, suggesting that differences in the composition of the ECM reflect stages of the development of IHs. This pattern may be due to the rapid senescence of IHs.
Purpose: Noninflammatory synovial fibrosis has been noted for main causal factor of carpal tunnel syndrome (CTS). Recently, there are some reports that heparin have not only anti-coagulative effect but also anti-inflammatory and anti-fibrotic potential and have an effect on interstitial pulmonary fiborosis. Authors examined whether heparin affects pathogenesis of CTS. Methods: First, heparin was administered to fibroblast that was cultured from patient's transverse carpal ligament. Secondly, we evaluated the expression from genes of type I, III collagen, TGF ${\beta}$ isoforms and MMP. Fibroblasts were isolated and cultured from transverse carpal ligaments of 5 patients with CTS. Heparin (0, 1, 10,$100{\mu}g/ml$) was administered to cultured fibroblast and reverse transcription PCR for mRNA expression of type I, III collagen, TGF-${\beta}$ isoforms and MMP was done. Results: Heparin suppressed gene expression of type I, III collagen and TGF-${\beta}1$, ${\beta}3$ but promoted gene expression of TGF-${\beta}2$ and MMP-2. Conclusion: Heparin directly suppress gene expression of type I, III collagen. But, It is undetermined that heparin can present it's effect mediated by TGF ${\beta}$ isoforms or MMP.
This study was undertaken to investigate possibility of the allogenic type I collagen inducing osteoinduction or osteoconduction at critical sized bone defect in the rabbit. Twenty Newzealand white rabbit, weighted from 2.8 kg to 3.5 kg, were used in this study. The skull was exposed and two bony defects were created with diameter of 10 mm. Group I(n=10), the bony defects was grafted from the other side bone. Group II(n=10), the bony defects was grafted by the allogenic type I collagen with bone morphogenic protein(BMP). Group III(n=10), the bony defects was grafted by the allogenic type I collagen only. Group IV(n=10), the bony defects was lefted with no grafts. The grafted bones and allogenic type I collagen were investigated with radiologic densitometry, histologic analysis and immunohistochemistry after 12 weeks. No major difference was observed in the gross finding between Group I, II, III, but dura mater was exposed in bony defect,the Group IV. The radiologic study demonstrated more bony opacity in the Group I, but the other groups did not demonstrate a significant difference. In the histologic study, grafted bone edge was completely consolidated with original bone in group I and new bone ingrew into the grafted allogenic type I collagen(group II, III),but there is no bone regeneration from the original bony edge in the group IV. The percent of the new bone formation by cross-sectional area was considered statistically significant at a p value of less than 0.05(p<0.05). In the immunohistochemistry study about BMP antibodies, the group IV demonstrated osteogenic activity in front of advancing original bone edge, in which the osteoblast stained strongly for BMP antibodies, but other group does not demonstrated any osteoblastic expression. There was no immunologic rejection. In conclusion, this results do not demonstrate that the allogenic type I collagen is useful for bone substitute, but the characters of the collagen, such as pliability, easy-handling, sponge-like structure, are useful in interpositional bone graft substitutes. The further evaluation of long term results about the resorption, immunologic tissue reaction, response of applied tissue growth factor to the allogenic collagen is needed.
피부 노화는 피부 표면에 나타나는 현상으로 피부 표면의 미세구조와 연관이 있다. 피부 미세구조의 변화는 주름형성, 피부 톤 저하 등 다양한 피부 노화 현상을 유발하는 요인이 된다. 본 연구는 주름 기능성 성분인 세드롤(Cedrol)과 콜라겐 유래 펩타이드 성분을 이용하여 시험관 수준(in vitro)에서 타입III 콜라겐 합성 시너지 효과를 평가하였다. 여성 피시험자를 대상으로 4주 동안 상기 원료가 함유된 크림제품을 사용한 후 피부 미세구조, 스타 형상(star configurations), 보습, 탄력, 피부 밝기, 윤기, 피부 톤, 투명도를 평가하였다. 시험관 수준의 세드롤과 펩타이드를 동시에 처리하면 우수한 수준의 타입III 콜라겐 합성 시너지효과를 나타내었다. 그리고 크림제형을 이용한 인체적용 시험에서는 사용 4주 후부터 피부 미세구조, 스타형상, 윤기, 피부 톤, 보습, 탄력을 개선시켰으나, 피부 밝기 개선 효능은 나타나지 않았다. 본 연구를 통하여 기존 주름 기능성 성분인 세드롤과 콜라겐 유래 펩타이드는 세포 수준에서 타입III 콜라겐 합성 시너지 효과가 있음을 확인하였고 이를 화장품에 적용하여 시험한 결과 피부 노화 개선에 도움을 주는 성분임을 확인하였다.
Purpose: This study examined the effects of swimming exercise and Achyranthes Radix extracts on the inflammatory and behavioral responses in type II collagen-induced arthritic rats for 28 days. Methods: Sprague-Dawley rats were allocated randomly to one of the following four groups: only type II collageninduced (group Ⅰ), application of swimming exercise after type II collagen-induced (group II), application of Achyranthes Radix ointment after type II collagen-induced (group III), application of swimming exercise and Achyranthes Radix ointment after type II collagen-induced (group IV). Arthritis was established in SD rats by an intradermal injection of Chick type II collagen plus incomplete Freund's adjuvant at the base of the tail of the animals. The swimming exercise program consisted of a 25 min swimming session/day with a load corresponding to 5.5% of the weight bearing, three days/week for four weeks. The Achyranthes Radix ointment (0.1g) was applied twice a day for five days. The changes in behavior, H & E stain, and cyclooxygenase-2 (COX-2) level in the knee joint were assessed. Results: The gross and histological examination, after RA induction showed reddening, edema and erythema. The H & E stain revealed the destruction of articular cartilage, bony erosion and the infiltration of inflammatory cells after RA induction. The mechanical allodynia test results were significantly higher in group I than in groups II, III and IV (p<0.01). The immunohistochemistrical response of COX-2 in the knee joint showed that groups II, III, IV had a lower response effect than group I. Conclusion: Swimming exercise training and Achyranthes Radix ointment decreased the inflammatory responses and enhanced the behavioral responses in the arthritic rats.
Trigonella foenum-graceum L. (fenugreek) is a phytoestrogen, a nonsteroidal organic chemical compound from plants which has similar mechanism of action to sex hormone estradiol-$17{\beta}$. This study aims to assess the effectivity of fenugreek seeds extract on collagen type I alpha 1 (COL1A1) and collagen type III alpha 1 (COL3A1) which are both decreased in aging skin and become worsen after menopause. This in vitro experimental study used old human dermal fibroblast from leftover tissue of blepharoplasty on a postmenopausal woman (old HDF). As a control of the fenugreek's ability to trigger collagen production, we used fibroblast from preputium (young HDF). Subsequent to fibroblast isolation and culture, toxicity test was conducted on both old and young HDF by measuring cell viability on fenugreek extract with the concentration of 5 mg/mL to $1.2{\mu}g/mL$ which will be tested on both HDF to examine COL1A1 and COL3A1 using ELISA, compared to no treatment and 5 nM estradiol. Old HDF showed a 4 times slower proliferation compared to young HDF (p<0.05). Toxicity test revealed fenugreek concentration of $0.5-2{\mu}g/mL$ was non-toxic to both old and young HDF. The most significant fenugreek concentration to increase COL1A1 and COL3A1 secretion was $2{\mu}g/mL$ (p<0.05).
Soybeans are one of the major crops for human food resource; protein, lipid, and carbohydrate. In these days, they are widely using for cosmetics to supply phospholipid; natural surfactant. In this study we used black soybean seed in korea and observed many kinds of biochemical constituents; isoflavone, melatonin, crisantemine and calcium in ethanol extract. Also, its extract (we named it Flatonin) has been demonstrated that korean black soybean seed is able to stimulate the proliferation of NIH 373 cells and increase the production of type III collagen in NIH 373 and Malme-3 (human skin fibroblast) cells. The addition of korean black soybean to quiescent NIH 373 cells resulted in an increase of proliferation which was assayed by MTF method. The maximum effect of korean black soybean was detected in 0.4% korean black soybean treated cells which was comparable to that of 5% serum(96% of 5% serum effect). The addition of korean black soybean to NIH 373 and Malme-3 cells also increased the production of type III collagen in both cells. These results indicate that korean black soybean may enhance the repair process after injury and prevent aging processes in connective tissues.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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