• 생명과학회지
• /
• 제16권6호
• /
• pp.925-931
• /
• 2006

골조직은 골아세포, 파골세포, 골세포 등으로 구성되며, 골개조시 여러 인자가 세포증식, 분화, 활성화 및 골대사 조절에 관여한다. 이때 조골세포의 활성은 골형성에 중요하므로, 본 연구에서는 MC3T3-E1 조골세포주를 이용하여 해조류로 조제한 알칼리의 ENA-A 이온수가 조골세포의 증식과 분화활성에 미치는 영향을 조사하였다. 먼저 ENA-A 이온수가 조골세포의 성장에 미치는 영향을 MTT 검색법으로 조사 한 결과, ENA-A 이온수 2% 처리시 대조군과 비교하여 134% 증가하여 조골세포에 대해 높은 성장률을 보였다. 또한 ALP 효소 활성에 미치는 영향을 9일간 배양하여 그 변화를 측정하였다. 결과, 농도 1, 2, 4, 8% 처리시 112, 150, 188%까지 ALP 활성을 증가시켰다. ENA-A 이온수는 다시 ALP 효소 염색법과 Alizarin Red 염색으로 조골세포의 ALP활성유도, 분화와 석회화 형성능을 재확인하였으며 골기질 유전자의 발현의 변화도 확인하였다. 이에 본 연구결과를 통해 각종 무기질 성분을 함유한 ENA 이온수가 조골세포의 분화시에 hydroxyapatite 형성에 영향을 줌으로써 골다공증 예방에 효과가 있을것으로 생각하여 이를 보고하는 바이다.

• 생명과학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.501-508
• /
• 2017

Bone morphogenetic proteins (BMPs)는 다양한 세포기능을 조절하는 중요한 사이토카인 중 하나이다. 최근 BMP와 일주기 유전자들이 연관되어 있다는 연구결과들이 보고되고 있지만 조골세포에서 일주기 유전자인 Per1의 역할은 아직 명확하지 않다. 본 연구에서는 조골세포 분화에서 Per1의 역할을 조사하였다. MC3T3-E1 세포에서 BMP2 처리에 의해 Per1 mRNA 발현과 luciferase 활성이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 Per1 과발현 실험을 통해서 Per1 유전자가 Runx2, ALP, OC의 발현을 증가시켰으며 ascorbic acid와 ${\beta}$-glycerophosphate에 의한 ALP 염색과 석회화가 Per1 과발현에 의해 더욱 증가하는 것을 확인하였다. 이상의 결과는 일주기 리듬을 조절하는 Per1 유전자가 조골세포의 분화를 촉진하는 인자로 작용함을 시사한다.

• 한국한의학연구원논문집
• /
• 제13권1호통권19호
• /
• pp.139-145
• /
• 2007

Emodin is one of the main active components of a traditional Korean medicine isolated from the root and rhizomes of Rheum palmatum L. In this study, of 222 natural compounds to evaluate the anabolic activities, emodin activated bone morphogenetic protein (BMP)-2 promoter in the differentiation process of mouse osteoblastic MC3T3-E1 cells. Emodin was shown to significantly stimulate the activity and expression of alkaline phosphatase, an earlyphase marker of osteoblastic differentiation, on the differentiation day 7, and induce the osteopontin mRNA expression from the differentiation day 14. In addition, low concentration (up to 5 M) of emodin dramatically promoted the induction of mineralization in MC3T3-E1 subclone 4 cells. The stimulatory effect of emodin on the osteoblast differentiation/mineralization could be associated with its potential to stimulate the BMP-2 gene expression. Although further studies are needed to determine the precise mechanism, this study suggests that the use of herbal medicine containing natural compounds with anabolic activity such as emodin could have a beneficial effect on bone health.

• Imaging Science in Dentistry
• /
• 제33권1호
• /
• pp.51-57
• /
• 2003

Purpose: To investigate the effects of irradiation on the phenotypic expression of the MC3T3-El osteoblastic cell line, particularly an the expression of type I collagen and alkaline phosphatase mRNA. Materials and Methods: Cells were irradiated with a single dose of 0.5, 1, 2, 4, and 8 Gy at a dose rate of 5.38 Gy/min using a cesium 137 irradiator. The specimens were then harvested and RNA extraction was carried out at 1 and 3 days after irradiation. The extracted RNA strands were reverse-transcribed and the resulting cDNA fragments were amplified by PCR. Results: The irradiated cells demonstrated a dose-dependent increase in type I collagen mRNA expression relative to the control group, with a maximum level of type I collagen mRNA expression occurring at 8 Gy. The degree of type I collagen mRNA expression increased significantly at 1 day after irradiation, but little differences were found between the control group and at the 3rd day. The amount of alkaline phosphatase mRNA expression increased significantly at land 3 days after irradiation in the 1 Gy exposed group compared with the control group. Conclusion: The amount of type I collagen and alkaline phosphatase mRNA expression increased significantly 1 day after irradiation when compared with the control group.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.97-111
• /
• 1991

It is the aim of this study to investigate the effects of sodium fluoride and sodium orthovanadate upon the proliferation and activity of the osteoblast (MC3T3-E1 cells). MC3T3-E1 cells were cultured in $\alpha-MEM$ containing $10\%$ FBS and various concentration of sodium fluoride and sodium orthovanadate was appended to serum free media. DNA synthesis was examined through the $[^3H]$ thymidine incorporation into DNA. Collagen synthesis was examined through the $[^3H]$ proline incorporation into collagenase digestible protein and noncollagen protein. The following results were drawn; 1. Sodium fluoride stimulated the DNA synthesis of osteoblast significantly in dose-dependent manner within the concentration from $2{\mu}M$ to $10{\mu}M$ (P < 0.005). 2. Sodium orthovanadate stimulated the DNA synthesis of osteoblast significantly in dose-dependent manner within the concentration from $2{\mu}M\;to\;8{\mu}M$, however showed diminution at $10{\mu}M$ (P < 0.001). 3. Sodium fluoride and sodium orthovanadate stimulated the percent collagen synthesis of osteoblast significantly in dose-dependent manner within the concentration from $5{\mu}M$ to $10{\mu}M$ (P < 0.001). 4. Sodium fluoride and sodium orthovanadate stimulated the noncollagen synthesis of osteoblast significantly in dose-dependent manner within the concentration from $5{\mu}M\;to\;10{\mu}M$ (P < 0.001). In conclusion, sodium fluoride and sodium orthovanadate stimulate the proliferation and activity of osteoblast by stimulation of DNA synthesis and collagen and noncollagen synthesis in osteoblast.

• 한국식품과학회지
• /
• 제44권1호
• /
• pp.82-88
• /
• 2012

감국 에탄올 추출물이 $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 MC3T3-E1 조골세포의 증식 및 분화, ROS 생성 및 염증 매개성 cytokine인 TNF-${\alpha}$ 생성 등에 미치는 영향을 분석하였다. $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 감국 에탄올 추출물은 30-100 ${\mu}g/mL$ 농도 범위에서 조골세포의 증식을 유의적으로 증가시켰다. 또한, 감국 에탄올 추출물 200 ${\mu}g/mL$ 농도에서 ALP 활성이 약 1.5배 유의적인 증가를 나타냈다. 그러나 collagen 합성에는 유의적 차이를 보이지 않았다. Mineralization 측정에서는 200 ${\mu}g/mL$ 농도에서 대조군에 비해 유의적 증가를 보였다. $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 감국 에탄올 추출물이 intracellular ROS 생성에 미치는 영향을 측정해본 결과, 30 ${\mu}g/mL$ 농도에서 antioxidant인 trolox 20 ${\mu}M$과 유사한 ROS 생성수준을 나타내어 유사한 항산화 효과를 보였으며, 그 이상의 농도에서는 더 높은 항산화 효과를 나타냈다. $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 조골세포의 collagen 및 ALP의 합성을 억제하고 파골세포로의 분화 증강과 골흡수를 촉진시키는 것으로 알려진 TNF-${\alpha}$ 생성정도를 측정한 결과, 감국 에탄올 추출물 처리에 의해 농도 의존적으로 생성이 감소되었으며, 200 ${\mu}g/mL$ 농도에서 대조군 대비 89% 수준을 나타내어 유의적 차이를 보였다. 이상의 결과를 통해 감국 에탄올 추출물은 $H_2O_2$로 유도된 산화적 스트레스 상황에서 세포 내 ROS 생성과 염증매개 cytokine인 TNF-${\alpha}$ 생성을 감소시킴으로써 조골세포 손상과 활성 감소를 억제하고, 증식과 분화를 촉진시키는 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 감국 에탄올 추출물의 골다공증 예방을 위한 식물성 에스트로젠(phytoestrogen) 및 항산화 소재로의 이용 가능성이 있을 것으로 사료된다.

• Imaging Science in Dentistry
• /
• 제35권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2005

Purpose : To investigate the effects of irradiation on the calcium content and calcific nodule formation in the MC3T3-E1 osteoblastic cell line. Materials and Methods : Cells were irradiated with a single dose of 2,4 and 8 Gy at a dose rate of 5.38 Gy/min using a Cs-137 irradiator. After irradiation, the calcium content and calcific nodule formation were examined on the 1 st, 2nd, 3rd and 4th week. Results : A decreasing dose-dependent tendency of the cell proliferation rate was found in all irradiated groups of this experiment when compared with the unirradiated control group. In accordance with the duration of culture, there was no significant difference in the cell proliferation rate after irradiation of 2 Gy when compared with the unirradiated group, however a decreasing tendency was found in 4 Gy- and 8 Gy-irradiated groups. While an increase in total calcium content after irradiation of 2 Gy was found at week 1, week 2, and week 4, there was a decrease in calcium content at week 1 through 4 in the 8 Gy- irradiated group. Calcific nodule formation was increased in irradiated experimental groups when compared with the unirradiated control group in the 2 Gy-irradiated group, but decreased in the 4 Gy- and 8 Gy-irradiated groups at the same stage. Conclusion : The results showed a mild increasing tendency of the calcific nodule formation after irradiation of 2 Gy. However, a decreased calcific nodule formation in 4 Gy- and 8 Gy-irradiated groups was found. Taken together, the irradiation of 2 Gy mildly activated bone formation, however 4 Gy or 8 Gy suppressed bone formation by decreasing cell numbers in the MC3T3-El osteoblastic cell line.

• 한국식품과학회지
• /
• 제40권6호
• /
• pp.674-679
• /
• 2008

황금 추출물이 조골세포와 파골세포에 미치는 영향을 세포수준에서 관찰하고자 하였다. 조골세포에 미치는 영향을 관찰하기 위하여, mouse calvaria 유래의 MC3T3-E1 osteoblastic cells를 이용하여 세포 생존률, 염기성 인산분해효소 활성, 골석회화 형성능을 측정하였다. 또한 미분화된 파골세포 전구세포로부터 파골세포의 생성 및 활성에 미치는 영향을 관찰하기 위하여, murine macrophage 유래인 Raw 264.7 cells를 이용하여 M-CSF와 RANKL을 처리하여 파골세포의 분화를 유도하였고, TRAP에 양성인 다핵세포의 형성을 관찰하여 황금추출물이 파골세포의 형성에 미치는 영향을 알아보았다. 황금 추출물이 MC3T3-E1 세포의 증식에 미치는 영향을 MTT assay로 측정한 결과, MC3T3-E1 세포는 처리한 황금 추출물의 농도에 의존적으로 세포의 증식이 촉진되는 경향을 나타내었으며 특히 $1{\mu}g/mL$ 농도에서 130.4%의 증식 효과를 나타내었다. 또한 황금 추출물이 세포에 독성을 나타내지 않는 범위($0.01-1{\mu}g/mL$)에서 MC3T3-E1 세포의 ALP activity를 측정한 결과, 농도에 의존적으로 ALP activity가 증가하였으며 $1{\mu}g/mL$ 농도에서 152.0%의 ALP 활성 증가효과를 나타내었다. 황금 추출물의 최적 작용 농도 $1{\mu}g/mL$에서 골석회화 형성능을 측정한 결과, 배양 시간에 따라 계속 증가하여 배양 20일째는 대조군에 비해 223.3%의 석회화 형성능을 나타내었다. 황금 추출물의 파골세포 분화억제 효과를 알아보기 위해 황금 추출물이 세포에 독성을 나타내지 않는 범위($0.01-10{\mu}g/mL$)에서 TRAP staining한 결과, 황금 추출물은 $0.0{1\mu}g/mL$ 농도에서 대조군에 비해 파골세포 분화를 50% 이상 감소시켰으며 농도 의존적으로 TRAP 양성 세포가 감소함을 관찰하였다. 이상의 결과로 미루어 볼 때, 황금 추출물이 골다공증을 포함한 골질환 예방에 효과가 있을 것으로 사료된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제29권3호
• /
• pp.672-674
• /
• 2008

• Journal of Periodontal and Implant Science
• /
• 제35권2호
• /
• pp.345-357
• /
• 2005

Prostaglandin plays a significant role in the local control of bone metabolism associated with periodontal disease. ${\Delta}^{12}-PGJ_2$ is a natural $PGD_2$ metabolite that is formed in vivo in the presence of plasma. It is known for ${\Delta}^{12}-PGJ_2$ to stimulate calcification in osteoblastic cells. Bone morphogenetic protein(BMP) stimulated osteoblastic differentiation in various types of cells and greatly enhanced healing of bony defects. The purpose of this study was to evaluate the effect of rhEMP-2 on ${\Delta}^{12}-PGJ_2$ induced osteoblastic differentiation and mineralization in vitro. A human osteosarcoma cells line Saos-2 were cultured. In the test groups, 10-7M of ${\Delta}^{12}-PGJ_2$ or mixture of 10-8M of ${\Delta}^{12}-PGJ_2$ and 100ng/ml of rhBMP-2 or 100ng/ml of rhEMP-2 were added to culture media. After 1 day, 2 days and 4 days of culture period, the cell number was measured. Alkaline phosphatase activity was measure at 3 days. Reverse transcription polymerase chain reaction(RT-PCR) was performed to determine the expression of mRNA of bone matrix protein at 8 hours, 1 day and 7 days. The ability to produce mineralized nodules in rat osteoblasts(MC3T3-E1) was evaluated at 21 days. The results were as follows : 1. rhEMP-2 or mixture of rhBMP-2 and ${\Delta}^{12}-PGJ_2$ inhibited cell proliferation of human osteosarcoma cells. 2. rhEMP-2 or mixture of rhBMP-2 and ${\Delta}^{12}-PGJ_2$ stimulated alkaline phosphatase activity significantly higher than ${\Delta}^{12}-PGJ_2$ alone. 3. rhBMP-2 or mixture of rhEMP-2 and ${\Delta}^{12}-PGJ_2$ stimulated mineralization compared to ${\Delta}^{12}-PGJ_2$ alone. 4. mRNA of alkaline phosphatase, BMP-2, cbfa 1, Type I collagen were detected in the group treated with ${\Delta}^{12}-PGJ_2$/rhBMP-2, rhBMP-2 alone, ${\Delta}^{12}-PGJ_2$ alone. These results show that mixture of ${\Delta}^{12}-PGJ_2$ and rhBMP-2 causes more bone formation than ${\Delta}^{12}-PGJ_2$ alone while the bone formation effects of mixture of ${\Delta}^{12}-PGJ_2$ and rhBMP-2 are less than those of rhBMP-2 alone. Further researches would be necessary to clarify the interactions of these agents.