• 생명과학회지
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• 제25권2호
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• pp.223-230
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• 2015

RCAN1은 calcineurin을 억제하는 내인성 단백질로 calcineurin-NFATc1 신호전달 경로와 관련된 질환의 병인에 중요한 역할을 담당한다. 특히 RCAN1-4 아형 유전자의 경우 NFATc1 전사인자에 의해 조절된다. RANKL 자극은 calcineurin-NFATc1 경로로 파골세포 분화를 유도하는데, RCAN1과 파골세포의 분화에 관련된 연구는 보고 된 바 없다. 따라서 본 연구는 RANKL 처리에 의해 파골세포 분화가 유도될 때 RCAN1이 calcineurin-NFATc1 경로에 미치는 영향을 in vitro에서 조사했다. 마우스로부터 분리한 골수단핵세포에 RANKL을 처리하여 파골세포 분화를 유도했다. RANKL 처리 후 조사 대상 유전자의 mRNA 발현과 단백질 발현을 각각 RT-PCR과 Western blot로써 측정했다. 마우스 RCAN1-4 vector를 파골전구세포인 RAW 264.7 단핵세포주와 골수단핵세포에 형질도입(transfection)시켜 RCAN1-4 유전자의 과발현을 유도했다. 형질도입 후 파골세포 분화의 형태적 변화는 TRAP 염색을 통해 관찰했다. RANKL 처리 후 NFATc1, calcineurin, RCAN1-4 mRNA 발현은 크게 증가했다. 단백질 발현의 경우 NFATc1과 RCAN1은 증가했으나 calcineurin은 대조군과 차이가 없었다. RCAN1-4 유전자의 과발현 유도 시 RCAN1-4 mRNA는 크게 증가되었으나 RCAN1 단백질 발현은 증가되지 않았다. 특히 RANKL 존재 시 RCAN1 유전자를 knock-down시켜도 RCAN1 발현은 정상적으로 유지되었다. 한편, NFATc1 발현은 과발현 유도시 감소했고 knock-down 유도 시 증가하는 경향을 보였다. RCAN1-4 유전자 과발현을 유도한 골수단핵세포에서 배양 5일 후 파골세포 분화는 대조군과 차이가 없었다. 이러한 결과는 RANKL에 의한 파골세포 분화 시 RCAN1이 calcineurin-NFATc1 경로를 통해 파골세포 분화에 미치는 영향은 제한적일 것으로 사료된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권4호
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• pp.557-562
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• 2016

치주질환은 만성염증성 질환으로 치조골소실을 일으켜 성인치아상실을 유발하는 요인 중 하나이다. 그람 음성세균인 Aggregatibacter actinomycetemcomitans와 Porphyromonas gingivalis는 치주질환환자의 병소에서 쉽게 동정된다. 지질다당체(Lipopolysaccharide; LPS)는 그람 음성세균의 핵심 독력인자로 알려져 있다. 이러한 세균과 LPS는 파골세포에 의한 골소실을 조절하는 요인 중 하나이다. 그러므로 본 연구에서는 동물모델을 활용하여 A. actinomycetemcomitans와 P. gingivalis의 의한 골소실 여부를 확인하고, 기전규명을 위하여 A. actinomycetemcomitans, P. gingivalis, A. actinomycetemcomitans와 P. gingivalis에서 분리한 LPS에 의한 파골세포분화 영향을 연구하였다. 열사멸한 A. actinomycetemcomitans (HKAa)와 열사멸한 P. gingivalis (HKPg)가 복강으로 투여된 쥐의 대퇴골은 대조군에 비해 감소된 골량을 보여주었다. 이러한 골소실의 증가가 파골세포분화 때문인지 확인하기 위해 파골세포분화를 연구한 결과, bone marrow-derived macrophage (BMM)의 RANKL-매개 파골세포분화를 감소시켰으나, committed osteoclast precursor의 파골세포분화를 유도함을 확인하였다. 세균에 의한 파골세포분화 결과와 동일하게 A. actinomycetemcomitans와 P. gingivalis에서 분리한 LPS 역시 RANKL-매개 파골세포분화는 감소시키고, committed osteoclast precursor의 파골세포분화를 유도하였다. 결과적으로 치주원인균인 A. actinomycetemcomitans와 P. gingivalis는 committed osteoclast precursor의 파골세포분화를 증가시키는데, 이 세균들의 LPS가 핵심 역할을 수행하는 것으로 판단되며 이를 통해 골 흡수를 유발함을 알 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권1호
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• pp.64-70
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• 2010

본 연구는 MC3T3-E1 조골 전구세포에 대두추출물을 처리 후 그 조건배양액에서 파골세포분화 관련 국소인자 중파골세포분화 촉진인자(IL-$\beta$, IL-6, RANKL, TNF-$\alpha$, M-CSF) 및 파골세포로의 분화억제에 관여하는 국소인자인 OPG의 발현변화를 조골세포 조건배양액에서 살펴보았으며, 이 조골세포 조건배양액을 RAW264.7 파골전구세포에 처리 시 파골세포로의 분화를 억제정도를 TRAP 염색 및 관련 분화 지표의 발현을 통해 알아보았다. 대두추출물 처리한 조골세포 조건배양액에서 OPG의 발현이 농도 의존적으로 현저히 증가하였다. 그러나 강력한 파골세포 분화촉진인자로 알려진 IL-1$\beta$의 발현 역시 고농도의 대두추출물 처리 시 현저히 증가하여 고농도의 대두추출물을 처리한 CM 처리 시 TRAP 염색된 일부 파골세포를 확인하였고, 파골세포분화 관련지표인 MMP-9의 발현 또한 저농도 대두 추출물을 처리한 CM 처리에 비해 증가하였다. 이는 저농도의 대두추출물이 고농도의 대두추출물에 비해 파골세포분화억제에 효과적임을 의미하나, 추후 파골세포수준에서 분화억제 관련 기전연구가 필요할 것으로 생각되어진다.

• 한국식품과학회지
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• 제37권6호
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• pp.997-1004
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• 2005

여러 천연물 추출물 140종의 파골세포 분화처제효과 검색은 파골세포의 마커 enzyme인 TRAP활성으로 확인하였다. 그 결과 파고지$^{3}$, 지각$^{13}$, 금령자$^{6}$, 시호$^{9}$, 황연$^{69}$, 배양인삼$^{98}$, 구맥$^{26}$, 등 대부분의 추출물이 $100{\mu}g/mL$ 농도 이상에서는 높은 세포 독성을 보여서 파골분화 억제 정도를 확인 할 수 없었고 세포독성이 없는 농도를 선정하여 파골세포 분화억제 정도를 재검색한 결과는 천연물 중 파고지$^{3}$, 호두$^{21}$, 용안육씨$^{77}$, 황금$^{78}$, 정공등$^{37}$ 메탄올 추출물과 생대추과육$^{128}$, 콩나물$^{70}$ 열수 추출물은 비교적 낮은 농도에서도 30% 이하의 TRAP 활성을 보여 파골분화 억제 효과가 우수하게 나타났다. 이 중 전통 한약재인 황금$^{78}$ 메탄올 추출물과 과일류인 생대추과육$^{128}$ 열수 추출물이 $10{\mu}g/mL$의 낮은 농도에서도 가장 좋은 파골분화 억제 효과가 나타났다.

• 한국치위생학회지
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• 제23권4호
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• pp.219-226
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• 2023

연구목적: 이 연구는 대황 추출물이 골수 유래 대식세포(BMM)에서 파골세포 분화에 미치는 영향을 조사하는 것을 목적으로 한다. 파골 세포는 골 재흡수 및 재형성에 중요한 역할을 하며, 파골 세포의 조절 장애는 다양한 골 관련 질환을 유발할 수 있다. 잠재적인 항염증 특성을 가진 약용 식물인 대황은 뼈 대사를 조절하는 것으로 제안되었다. 연구방법: 생후 5주령의 C57BL/6 마우스의 대퇴골과 경골에서 BMM을 분리하고 M-CSF(mouse macrophage colony-stimulating factor) 존재하에 3일간 배양한 후 M-CSF와 파골 세포 분화를 유도하기 위한 핵 인자-κB 리간드(RANKL)의 활성화제를 처리하였다. 연구결과: 대황 추출물로 처리하면 BMM에서 파골 세포 분화가 현저하게 억제되었다. 또한 대황 추출물은 파골세포 형성에 필수적인 유전자인 TRAP(tartrate-resistant acid phosphatase) 및 CTSK(cathepsin K)의 mRNA 발현을 억제하였다. 또한 파골세포 분화에 중요한 전사 인자인 활성화된 T 세포 c1(NFATc1)의 핵 인자의 RANKL 유도 발현을 억제하였다. 결론: 이러한 결과는 대황 추출물이 BMMs에서 파골 세포 형성에 억제 효과가 있음을 나타낸다. 따라서 대황 추출물은 비정상적인 파골 세포 활동과 관련된 뼈 관련 질환의 치료를 위한 유망한 치료제이다. 잠재적인 임상 적용을 완전히 이해하기 위해서는 메커니즘에 대한 추가 연구와 탐색이 필요하다.

• 대한소아치과학회지
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• 제28권2호
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• pp.207-218
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• 2001

본 실험은 수산화칼슘계 근관 충전제가 파골 세포의 분화 및 활성에 미치는 직접적인 억제 효과의 유무를 고찰하고자 chick embryo tibia의 골수로부터 추출한 파골 세포의 전구세포와 0.1, 0.01, $0.05{\mu}g/ml$로 희석된 네가지 실험 물질인 $Ca(OH)_2$ powder, Vitapex$^{(R)}$, Metapaste$^{(R)}$, pulpdent$^{(R)}$를 사용하였다. 파골세포의 분화 및 활성에 미치는 억제 효과를 관찰하고자 분화된 파골 세포의 수와 흡수와 면적이 측정되고 이들 약제의 효과가 세포독성에 의한 결과인지를 알아보고자 U2OS 골아세포에 대한 MTT assay를 시행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 파골세포의 분화에 대한 억제 효과는 다음과 같은 순서로 분화된 파골세포의 수가 통계학적으로 유의한 증가를 보였다.: Metapaste$^{(R)}$, $Ca(OH)_2$ powder, Vitapex$^{(R)}$. 하지만, 모든 농도에서 분화된 파골세포의 수가 증가한 pulpdent$^{(R)}$ 군에서는 통계학적으로 유의한 차이를 나타내지는 않았다. 2. 통계학적으로 분화된 파골세포 수의 감소가 유의한 결과를 나타낸 $0.1{\mu}g/ml$로 희석된 세가지 실험 물질인 $Ca(OH)_2$ powder, Vitapex$^{(R)}$, Metapaste$^{(R)}$ 가운데, Vitapex$^{(R)}$ 군만이 대조군에 비해 유의한 세포독성을 나타내고 다른 두 집단은 유의한 결과를 보이지 않았다. 또한, 0.2% DMSO군은 통계학적으로 유의한 세포독성을 나타내었다. 3. $0.1{\mu}g/ml$로 희석된 세가지 실험 물질인 $Ca(OH)_2$ powder, Vitapex$^{(R)}$, Metapaste$^{(R)}$과 대조군에서 흡수와의 양상과 면적을 관찰해 보면, $Ca(OH)_2$ powder군을 제외하고 대조군과 실험군사이에 유의한 차이를 나타내었고, 0.2% DMSO군도 통계학적으로 유의한 감소를 보였다. 이상의 결과를 볼때, 수산화칼슘은 파골 세포 분화 및 활성의 직접적인 억제 작용에 기인한 경조직 흡수의 억제에 관여하는 것으로 사료된다.

• 대한소아치과학회지
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• 제29권2호
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• pp.278-284
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• 2002

RAW 264.7과 이것이 분화한 파골세포양 세포에서 파골세포 분화관련유전자의 전체적인 유전자 발현을 조사하기 위해 cDNA array 방법을 사용하였다. 1176 cDNA spot grid가 있는 Mouse Atlas cDNA array 결과를 확인하기 위하여 역전사 효소 중합반응 검사를 시행하였다. cDNA array 결과 6개의 유전자가 2.5% 이상 발현이 증가하였으며(PKC beta II, POMC, PTEN 등), 16개의 유전자가 2.5%이상 발현이 감소하였다(Osteopontin, Cyclin D1, Cathepsin C, PTMA 등). PKC beta II 유전자의 역전사-효소 중합 반응검사결과 이 유전자를 확인할 수 있었다. 파골세포 분화 결과 RAW 264.7세포주에 비해 파골세포양 세포에서 PKC beta II 유전자의 발현이 많았다. 파골세포 분화 관련 유전자는 RAW 264.7 세포주와 이것이 분화된 파골세포양 세포와 차이를 보였고, 이 유전자의 발현증가와 RAW 264.7 세포주의 파골세포 분화와 연관을 보였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제44권4호
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• pp.532-539
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• 2015

파골세포의 분화에 대한 시금치 추출물의 영향을 확인하고자 RANKL을 처리한 RAW264.7 세포에서 세포독성, TRAP(+) 다핵세포의 형성, 파골세포 분화 관련 유전자의 발현, 그리고 단백질 발현을 확인하였다. 물과 25, 50, 75 및 100% 에탄올 시금치 추출물의 세포독성을 측정한 결과 모든 추출물들이 $100{\mu}g/mL$ 이하의 농도에서 RAW264.7 세포에 독성을 유발하지 않았다. TRAP 염색을 통해 TRAP(+) 다핵세포의 수와 효소 활성을 측정한 결과 물 추출물을 제외한 모든 추출물이 대조군에 비해 분화 억제 및 효소 활성 저해 효과가 있었다. 특히 $100{\mu}g/mL$ 농도의 100% 에탄올 추출물은 RANKL만 처리한 대조군과 비교해 80%의 유의한 TRAP(+) 다핵세포 숫자 감소와 44%의 TRAP 효소 활성 저해율을 보였다. 시금치 에탄올 추출물은 RANKL에 의한 파골세포 분화의 지표가 되는 관련유전자인 NFAT, c-FOS, cathepsin K 및 TRAP의 발현을 억제하였다. 또한 단백질 수준에서 시금치 에탄올 추출물은 RANKL에 의해 증가된 NFATc1의 발현을 현저히 감소시키는 것으로 확인되었고, 또한 c-FOS의 활성화 형태인 인산화된 c-FOS의 발현뿐만 아니라 인산화되지 않은 비활성의 c-FOS 발현도 감소시켰다. 반면 파골세포의 분화에 직간접적인 영향을 미친다고 알려진 MAPK 중 ERK의 활성에는 거의 영향을 미치지 않는 것으로 보아 시금치 에탄올 추출물은 c-FOS의 활성, 비활성형 전체를 감소시킴으로 파골세포 분화를 감소시키는 것으로 확인되었다.

• 생명과학회지
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• 제29권10호
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• pp.1104-1110
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• 2019

최근 노령인구의 증가로 고령화 사회로 접어들면서 골다공증과 같은 골 대사 질환이 사회적 문제로 대두되고 있다. 파골세포는 골 흡수 역할을 하는 세포이며 골 흡수가 강하게 일어나는 경우 골다공증이 유발된다. 그러나 현재 사용 중인 골 흡수 억제제는 장기간 사용 시 부작용이 발생할 수 있어, 파골세포 분화 억제에 효과가 있는 새로운 소재 개발이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 풀무치 에탄올 추출물을 대상으로 RANKL에 의해 유도된 파골세포 분화에 대한 억제 효능 확인 및 그 기작을 구명하고자 하였다. RAW264.7 파골세포에서 풀무치 추출물의 독성 및 증식 효과를 확인하기 위하여 MTS assay를 진행하였고 $2,000{\mu}g/ml$ 농도까지 세포 독성은 확인되지 않았다. 풀무치 추출물이 파골세포의 분화에 미치는 영향을 확인하기 위해 3일 동안 RAW264.7 세포에 파골세포 분화 촉진제인 RANKL을 단독 처리 및 풀무치 추출물과 함께 처리한 후 TRAP 활성을 비교하였다. 그 결과 RANKL에 의해 증가한 파골세포 분화가 풀무치 추출물 처리에 의해 농도 의존적으로 감소하는 것을 확인하였다. 파골세포 분화와 관련된 유전자(TRAP, RANK, NFATc1 및 CK)의 발현량 변화를 확인한 결과, RANKL 처리 시에 증가한 유전자 발현량이 풀무치 추출물 처리에 의해 현저하게 감소하는 것을 확인하였고, NFATc1, c-Src와 같은 분화 관련 단백질 발현량 또한 풀무치 추출물 처리에 의해 감소하였다. 풀무치 에탄올 추출물은 $NF-{\kappa}B$, ERK 및 JNK 신호전달에 영향을 미쳐 그 결과로 파골세포 분화 억제 효과가 나타나는 것으로 판단된다. 이러한 결과로 보아 풀무치 에탄올 추출물은 골 흡수를 억제하는 역할을 함으로써 골다공증 예방 및 치료를 위한 새로운 기능성 소재로 사용 가능성이 있음을 확인하였다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제37권1호
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• pp.23-33
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• 2007

파골세포에 의한 골흡수는 1) 혈관을 통한 파골세포 전구세포의 골표면 이동 및 2) 골표면에서 파골세포 전구세포로부터 파골세포 분화 두 단계를 거쳐 일어난다. Stromal cell derived factor $(SDF)-1{\alpha}$ 는 파골세포 전구세포의 화학주성인자이며 matrix metalloproteinase (MMP)-9는 파골세포 전구세포의 이동에 관여하는 단백 분해효소이다. 파골세포 전구세포의 골표면 이동에 있어서 LPS의 역할을 규명하기 위하여 E. coli 및 Actinobacillus actinomycetecomitans LPS의 1) 파골세포 전구세포 유도능, 2) LPS에 의한 파골세포 전구세포의 이동에 있어서 MMP 및 $SDF-1{\alpha}$ 의 관련성을 평가하였다. LPS에 의한 차골세포 전구세포의 RAW 세포의 이동은 matrigel 또는 type I collagen을 도포한 transwell을 이용하여 평가하였으며 MMP-9 및 $SDF-1{\alpha}$ 의 발현은 RT=PCR 또는 ELISA로 평가하였다. 각 세균의 LPS는 matrigel 또는 type I collagen을 통한 파골세포 전구세포의 이동을 증가시켰다. MMP 억제제는 각 세균의 LPS에 의한 파골세포 전구세포의 이동을 억제하였다. LPS는 파골세포 전구세포의 MMP-9의 발현을 증가시켰다. 각 세균의 LPS는 마우스 두개골에서 분리한 조골세포의 $SDF-1{\alpha}$ 의 발현을 증가시켰다. $SDF-1{\alpha}$ 을 함유한 LPS 처리 조골세포 배양상층액은 파골세포 전구세포의 이동을 증가시켰으며 anti $SDF-1{\alpha}$ Ab는 LPS처리 세포 배양상층액에 의한 파골세포 전구세포의 이동을 억제하였다. 이들 결과는 LPS가 파골세포 전구세포에서는 MMP-9을 조골세포에서는 $SDF-1{\alpha}$ 의 발현을 증가시켜 파골세포 전구세포의 이동을 촉진 시킬 수 있음을 시사한다.