Yun, Seung Pil;Han, Yong-Seok;Lee, Jun Hee;Kim, Sang Min;Lee, Sang Hun
Biomolecules & Therapeutics
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제26권4호
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pp.389-398
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2018
p-Cresol, found at high concentrations in the serum of chronic kidney failure patients, is known to cause cell senescence and other complications in different parts of the body. p-Cresol is thought to mediate cytotoxic effects through the induction of autophagy response. However, toxic effects of p-cresol on mesenchymal stem cells have not been elucidated. Thus, we aimed to investigate whether p-cresol induces senescence of mesenchymal stem cells, and whether melatonin can ameliorate abnormal autophagy response caused by p-cresol. We found that p-cresol concentration-dependently reduced proliferation of mesenchymal stem cells. Pretreatment with melatonin prevented pro-senescence effects of p-cresol on mesenchymal stem cells. We found that by inducing phosphorylation of Akt and activating the Akt signaling pathway, melatonin enhanced catalase activity and thereby inhibited the accumulation of reactive oxygen species induced by p-cresol in mesenchymal stem cells, ultimately preventing abnormal activation of autophagy. Furthermore, preincubation with melatonin counteracted other pro-senescence changes caused by p-cresol, such as the increase in total 5'-AMP-activated protein kinase expression and decrease in the level of phosphorylated mechanistic target of rapamycin. Ultimately, we discovered that melatonin restored the expression of senescence marker protein 30, which is normally suppressed because of the induction of the autophagy pathway in chronic kidney failure patients by p-cresol. Our findings suggest that stem cell senescence in patients with chronic kidney failure could be potentially rescued by the administration of melatonin, which grants this hormone a novel therapeutic role.
Kim, A-Young;Kwak, Jae-Hwan;Je, Nam Kyung;Lee, Yun-hee;Jung, Young-Suk
Toxicological Research
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제31권2호
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pp.151-156
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2015
5-Fluorouracil (5-FU) is commonly used for the therapy of colon cancer; however, acquired resistance to 5-FU is a critical barrier to successful treatment and the primary cause of chemotherapy failure. Epithelial-mesenchymal transition (EMT) is a process whereby cells undergo alterations in morphology and molecular characteristics promoting tumor progression and metastasis. Accumulating evidence shows that transition from epithelial to mesenchymal phenotype in cancer cells is associated with their resistance to chemotherapy. However, it is still poorly understood whether EMT is involved in acquired resistance to 5-FU. In this study, we developed an in vitro cell model, 5-FU-resistant HT-29 colon cancer cells, and characterized the differences in cellular morphology and molecular alterations between parental and resistant cells. In accord with mesenchymal-like morphology of 5-FU-resistant HT-29 cells, the expression of the mesenchymal marker fibronectin was significantly increased in these cells in comparision with that in the parental cells. Of interest, we also found a marked increase in the expression of EMT-inducing transcription factors Twist, Zeb1, and Zeb2. Finally, 5-FU-resistant cells showed enhanced migration in comparison with parental HT-29. Taken together, these results indicate that EMT could be associated with 5-FU resistance acquired by HT-29 cells. A specific role of each transcription factor found in this study will require further investigation.
이미 분화된 연골세포의 성숙과정에 미치는 X-선의 작용에 대해서는 잘 알려져 있다. 그러나 연골세포나 섬유아세포, 근육세포로 분화될 수 있는 미분화 간충직 세포의 분화과정에 미치는 X-선의 영향에 대해서는 잘 알려져 있지 않아, 본 연구에서는 초기 분화연구에 좋은 대상이 되는 계배 미분화 간충직세포를 이용하여 선량(1-10Gy)에 따라 연골세포 분화 과정에 X-선이 어떤 영향을 미치는가를 조사하였다. 연구결과 선량 의존적으로 연골세포분화가 억제됨을 alcian blue로 sulfated proteoglycan을 염색한 결과를 통해 알 수 있었다. 이는 X-선이 간충직세포와 같은 성숙 이전의 연골성 세포들에게는 모두 영향을 미침을 보여주는 것이다. 또한 이미 알려진 바와 같이 X-선은 분화된 연골세포의 성숙과정에 영향을 주기도 하지만 상기 연구를 통해서 간충직세포로부터 연골세포로 분화하는 과정을 억제시키기도 함을 보여줌으로써 간충직세포로부터 성숙된 연골세포로 되는 전과정에 X-선이 영향을 미친다는 사실과, 분화가 이루어지지 않은 세포일수록 X-선 조사의 영향을 크게 받음을 알 수 있다.
Sayan, Muhammet;Kankoc, Aykut;Ozkan, Dilvin;Celik, Ali;Kurul, Ismail Cuneyt;Tastepe, Abdullah Irfan
Journal of Chest Surgery
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제54권5호
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pp.356-360
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2021
Background: Primary pulmonary malignant mesenchymal tumors are rare, constituting only 0.4% of all lung cancers. Since sarcomas are chemo/radio-resistant, surgical resection is the optimal treatment choice for patients with suitable medical conditions and tumor stage. In the present study, we analyzed the surgical outcomes and survival of primary pulmonary malignant mesenchymal tumors treated surgically. Methods: We retrospectively examined the records of patients with primary pulmonary malignant mesenchymal tumors who underwent surgical resection at our department between January 2010 and December 2020. Patient data were analyzed according to age, sex, tumor grade and stage, resection completeness, surgical type, and tumor histopathology. Results: Twenty patients were included in the study. There were 13 men (65%) and 7 women (35%). The median survival rate was 36 months (range, 19-53 months), and the 5-year overall survival rate was 37%. Unfavorable prognostic factors for overall survival included parietal pleural invasion (p=0.02), high tumor grade (p=0.02), advanced tumor stage (p=0.02), and extensive parenchymal resection (pneumonectomy and bilobectomy, p=0.01). The median length of disease-free survival was 31 months (interquartile range, 21-41 months), and the 5-year disease-free survival rate was 32%. The most unfavorable prognostic factors for recurrence were parietal pleural invasion (p=0.02), high tumor grade (p=0.01), and tumors requiring lung resection with chest wall resection (p=0.02). Conclusion: Primary malignant mesenchymal lung tumors are aggressive and have a high mortality rate. However, acceptable overall and disease-free survival rates can be obtained with surgical therapy.
Chang, Woochul;Kim, Ran;Park, Sang In;Jung, Yu Jin;Ham, Onju;Lee, Jihyun;Kim, Ji Hyeong;Oh, Sekyung;Lee, Min Young;Kim, Jongmin;Park, Moon-Seo;Chung, Yong-An;Hwang, Ki-Chul;Maeng, Lee-So
Molecules and Cells
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제38권7호
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pp.643-650
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2015
The use of conditioned medium from mesenchymal stem cells may be a feasible approach for regeneration of bone defects through secretion of various components of mesenchymal stem cells such as cytokines, chemokines, and growth factors. Mesenchymal stem cells secrete and accumulate multiple factors in conditioned medium under specific physiological conditions. In this study, we investigated whether the conditioned medium collected under hypoxic condition could effectively influence bone regeneration through enhanced migration and adhesion of endogenous mesenchymal stem cells. Cell migration and adhesion abilities were increased through overexpression of intercellular adhesion molecule-1 in hypoxic conditioned medium treated group. Intercellular adhesion molecule-1 was upregulated by microRNA-221 in mesenchymal stem cells because microRNAs are key regulators of various biological functions via gene expression. To investigate the effects in vivo, evaluation of bone regeneration by computed tomography and histological assays revealed that osteogenesis was enhanced in the hypoxic conditioned medium group relative to the other groups. These results suggest that behavioral changes of endogenous mesenchymal stem cells through microRNA-221 targeted-intercellular adhesion molecule-1 expression under hypoxic conditions may be a potential treatment for patients with bone defects.
Epithelial-to-mesenchymal transition (EMT)는 embryogenesis에서 중요한 역할을 하며 tumor metastasis, invasion에도 관여함으로써 tumor progression 및 aggressiveness에 기여한다. EMT는 EMT hallmark인 epithelial E-cadherin의 발현 감소와 mesenchymal-like cell morphology를 획득함으로써 epithelial cell polarity를 잃어버리는 특징을 가지고 있다. $O_2{^-}$, $H_2O_2$, $OH^-$와 같은 활성산소가 EMT를 유도하는 것으로 알려져 있다. Snail이 E-cadherin의 발현을 억제함으로써 ROS에 의한 EMT에 관여하는 것으로 알려져 있으나, 그 기작은 완전히 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는, noninvasive breast tumor cell line인 MCF-7 세포에 Egr-1을 과발현시킨 후 그 영향을 조사하였다. Egr-1이 과발현되면, MCF-7 세포는 epithelial cell polarity를 잃고 spindle-shaped로 변화되므로, Egr-1이 EMT를 유도할 가능성이 대두되었다. 또한 Snail이 Egr-1에 의한 EMT에 관여함을 확인하였다. 나아가, 본 연구진은 Egr-1-Snail axis가 ROS에 의해 활성화 되고, ROS에 의한 EMT에서 중요한 역할을 함을 발견하였다.
Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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제33권5호
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pp.405-418
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2007
Mesenchymal stem cells(MSCs) have been though to be multipotent cells that can replicate that have the potential to differentiate into lineages of mesenchymal tissue including the bone, cartilage, fat, tendon, muscle, and marrow stroma. Especially, scaffolds to support cell-based tissue engineering are critical determinants of clinical efforts to regenerate and repair the body. Selection of a matrix carrier imvolves consideration of the matrix's role as a scaffold for physical support and host tissue integration as well as its ability to support of synergize the osteoinductive program of the implanted mesenchymal stem cell. The aim of this study is to evaluate the effect of autobone and Bio-$Oss^{(R)}$ to adherent mesenchymal stem cells as scaffolds on sinus augmentation with fibrin glue mixture in a rabbit model. 16 New Zealand White rabbits were divided randomly into 4 groups based on their time of sacrifice(1, 2, 4 and 8 weeks). First, mesenchymal stem cells were isolated from iliac crest marrow of rabbits and expanded in vitro. Cell culture was performed in accordance with the technique described by Tsutsumi et al. In the present study, the animals were sacrificed at 1, 2, 4 and 8 weeks after transplantation, and the bone formation ability of each sides was evaluated clinically, radiologically, histologically and histomorphologically. According to the histological observations, autobone scaffolds group showed integrated graft bone with host bone from sinus wall. At 2 and 4 weeks, it showed active newly formed bone and neovascularization. At 8 weeks, lamellae bone was observed in sinus graft material area. Radiologically, autobone with stem cell showed more radiopaque than Bio-$Oss^{(R)}$ scaffolds group. there were significant differences in bone volume between 4 and 8 weeks(p<0.05).
In spite of the attention given to the study of mesenchymal stem cells derived periodontal ligament (PDL), there is a lack of information about canine PDL cells. In this study, we characterized canine PDL cells to clarify their stem cell properties, including self renewal, proliferate rate, stem cell markers and multipotency. PDL cells were obtained from extracted premolars of canines, following a colony forming assay and proliferation rate of sub-confluent cultures of cells for self-renewal, immunostaining for STRO-1 and CD146/MUC18 and a differentiation assay for multipotency. Canine PDL cells formed single-cells colonies and 25% of the PDL cells displayed positive staining for BrdU. The cells expressed the mesenchymal stem-cell markers, STRO-1 and CD146/MUC18. Under defined culture conditions, the cells differentiated into osteoblasts and adipocytes, but the cells didn't differentiated into chondrocytes. The findings of this study indicated that the canine PDL cells possess crucial stem cells properties, such as self-renewal and multipotency, and express the mesenchymal stem cell markers on their surface. The isolation and characterization of canine PDL cells makes it feasible to pursue preclinical models of periodontal regeneration in canine.
The use of human mesenchymal stem cells (hMSCs) in cell-based therapy has attracted extensive interest in the field of regenerative medicine, and it shows applications to numerous incurable diseases. hMSCs show several superior properties for therapeutic use compared to other types of stem cells. Different cell types are discussed in terms of their advantages and disadvantages, with focus on the characteristics of hMSCs. hMSCs can proliferate readily and produce differentiated cells that can substitute for the targeted affected tissue. To maximize the therapeutic effects of hMSCs, a substantial number of these cells are essential, requiring extensive ex vivo cell expansion. However, hMSCs have a limited lifespan in an in vitro culture condition. The senescence of hMSCs is a double-edged sword from the viewpoint of clinical applications. Although their limited cell proliferation potency protects them from malignant transformation after transplantation, senescence can alter various cell functions including proliferation, differentiation, and migration, that are essential for their therapeutic efficacy. Numerous trials to overcome the limited lifespan of mesenchymal stem cells are discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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