• 대한한의학회지
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• 제39권4호
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• pp.86-113
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• 2018

Objectives: We examined the effects of a mixed formula consisting of dried pomegranate concentrate powder (PCP) and the aqueous extracts of Eucommiae cortex (EC) and Achyranthis radix (AR) in rats with surgically induced osteoarthritis (OA). Methods: Two weeks after OA-inducing surgery, a PCP:EC:AR 5:4:1 (g/g) combination or single formula was orally administered. Changes in body weight, knee thickness, maximum knee extension angle, bone mineral density of the knee joints, femoral and tibial articular surfaces, and compressive strength of the femoral and tibial articular cartilage (AC) were assessed, along with the prostaglandin E2 level, 5-lipoxygenase, matrix metalloproteinase (MMP)-2 and MMP-9 activity, and chondrogenic gene mRNA expression in the femoral and tibial AC with the synovial membrane (SM). In addition, the number of cleaved poly(ADP-ribose) polymerase, cyclooxygenase and tumor necrosis factor-${\alpha}$-immunoreactive cells in the femoral and tibial AC with SM were monitored, and the rate of cell proliferation was determined with a 5-bromo-2'-deoxyuridine uptake assay. Results : The signs of surgically induced OA in rats were significantly inhibited by both PCP, EC and AR combined and single formulas. In particular, the combination formula-treated OA model rats showed dose-dependent, significantly increased inhibitory activity against all tested criteria compared with single formula-treated rats. Conclusions: Taken together, our results suggest that the combination formula synergistically increased the anti-OA effects of its components through anti-inflammatory and chondrogenic activity in rats with surgically induced OA. In addition, 200, 100 and 50 mg/kg combination formula treatments showed dose-dependent inhibitory activity against all of the tested criteria.

• Journal of Ginseng Research
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• 제45권2호
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• pp.287-294
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• 2021

Background: Ginsenoside Rb1 (G-Rb1), one of the major active compounds in Panax ginseng, has already been shown to reduce inflammation in various diseases. Osteoarthritis (OA) has traditionally been considered a degenerative disease with degradation of joint articular cartilage. However, recent studies have shown the association of inflammation with OA. In the present study, we investigated whether Rb1 had an antiinflammatory effect on monoiodoacetate (MIA)-induced OA in ovariectomized rats as a model of postmenopausal arthritis. Methods: G-Rb1 at a dosage of 3 and 10 ㎍/kg body weight was administered every 3 days intraarticularly for a period of 4 weeks to observe antiarthritic effects. Diclofenac (10 mg/kg) served as a positive control. Results: The administration of Rb1 significantly ameliorated OA inflammatory symptoms and reduced serum levels of inflammatory cytokines. Furthermore, G-Rb1 administration considerably enhanced the expression of bone morphogenetic protein-2 and collagen 2A and reduced the levels of matrix metalloproteinase-13 genes, indicating a chondroprotective effect of G-Rb1. G-Rb1 also significantly reduced the expression of several inflammatory cytokines/chemokines (interferon gamma (IFN-γ), monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1)/CCL-2, interleukin [IL]-1β, and IL-6). Histological analysis demonstrated that G-Rb1 significantly attenuated the pathological changes in MIA-induced OA in ovariectomized rats. Safranin O and toluidine blue staining further demonstrated that G-Rb1 effectively prevented the degradation of cartilage and glycosaminoglycans, respectively. Conclusion: Overall, our results suggest that G-Rb1 exerts cartilage protective effect on MIA-induced ovariectomized OA rats, by inhibiting inflammatory mediators such as IL-6, IL-1β, MCP-1/CCL-2, cyclooxygenase-2 (COX-2), and prostaglandin E₂ (PGE2). These results shed a light on possible therapeutic application of G-Rb1 in OA.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제48권2호
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• pp.18.1-18.10
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• 2023

Objectives: This study aimed to determine whether collagen triple helix repeat containing-1 (CTHRC1), which is involved in vascular remodeling and bone formation, can stimulate odontogenic differentiation and angiogenesis when administered to human dental pulp stem cells (hDPSCs). Materials and Methods: The viability of hDPSCs upon exposure to CTHRC1 was assessed with the WST-1 assay. CTHRC1 doses of 5, 10, and 20 ㎍/mL were administered to hDPSCs. Reverse-transcription polymerase reaction was used to detect dentin sialophosphoprotein, dentin matrix protein 1, vascular endothelial growth factor, and fibroblast growth factor 2. The formation of mineralization nodules was evaluated using Alizarin red. A scratch wound assay was conducted to evaluate the effect of CTHRC1 on cell migration. Data were analyzed using 1-way analysis of variance followed by the Tukey post hoc test. The threshold for statistical significance was set at p < 0.05. Results: CTHRC1 doses of 5, 10, and 20 ㎍/mL had no significant effect on the viability of hDPSCs. Mineralized nodules were formed and odontogenic markers were upregulated, indicating that CTHRC1 promoted odontogenic differentiation. Scratch wound assays demonstrated that CTHRC1 significantly enhanced the migration of hDPSCs. Conclusions: CTHRC1 promoted odontogenic differentiation and mineralization in hDPSCs.

• IMMUNE NETWORK
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• 제22권2호
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• pp.14.1-14.17
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• 2022

Osteoarthritis (OA) is a common degenerative joint disease characterized by breakdown of joint cartilage. Mitochondrial dysfunction of the chondrocyte is a risk factor for OA progression. We examined the therapeutic potential of mitochondrial transplantation for OA. Mitochondria were injected into the knee joint of monosodium iodoacetate-induced OA rats. Chondrocytes from OA rats or patients with OA were cultured to examine mitochondrial function in cellular pathophysiology. Pain, cartilage destruction, and bone loss were improved in mitochondrial transplanted-OA rats. The transcript levels of IL-1β, TNF-α, matrix metallopeptidase 13, and MCP-1 in cartilage were markedly decreased by mitochondrial transplantation. Mitochondrial function, as indicated by membrane potential and oxygen consumption rate, in chondrocytes from OA rats was improved by mitochondrial transplantation. Likewise, the mitochondrial function of chondrocytes from OA patients was improved by coculture with mitochondria. Furthermore, inflammatory cell death was significantly decreased by coculture with mitochondria. Mitochondrial transplantation ameliorated OA progression, which is caused by mitochondrial dysfunction. These results suggest the therapeutic potential of mitochondrial transplantation for OA.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권2호
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• pp.137-144
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• 2010

64 multi-detector computed tomography (MDCT)에서 두개부의 과도한 선량이 문제가 되어 고정관류기법과 관전류 자동노출조절(automatic exposure control, AEC) 기법을 이용하여 선량 감소 정도를 비교 평가하고자 한다. 연구에 사용한 장비는 Siemens사의 SOMATOM Definition 64 multi-detector CT를 이용했으며, Whole body phantom (KUPBU-50, Kyoto Kagaku CO. Ltd)의 두개부를 사용했다. 실험 protocol은 helical scan 방식을 적용하여 120 kVp, rotation time은 1 sec, slice thickness와 increment는 각각 5 mm, FOV는 250 mm, matrix size는 $512{\times}512$, collimation은 $64{\times}0.625\;mm$, pitch는 1로 조사하였다. 선량감소효과의 측정방법은 관전류를 350 mAs로 고정한 방법과 AEC 기법을 적용한 방법으로 나누어 평가하였으며, 영상품질은 CT number의 표준편차를 이용하여 영상의 잡음을 측정하였다. 이 때 두개부(craniofacial bone)는 머리덮개뼈(calvaria) 끝부분에서 눈썹활(superciliary ridge)까지를 1구역, 논썹활 아래부터 코가시점(acanthion)까지를 2구역, 그리고 코가시점 아래부터 턱(mentum)끝까지를 3구역으로 정의하여 측정하였다. 고정관류기법에서 구역별로 CTDIvol은 57.7 mGy였으며, DLP는 $640.2\;mGy{\cdot}cm$로 동일하였다. AEC 기법을 적용한 1구역은 CTDIvol: 30.7 mGy, DLP: $340.7\;mGy{\cdot}cm$, 2구역은 CTDIvol: 46.5 mGy, DLP: $515.0\;mGy{\cdot}cm$, 그리고 3구역은 CTDIvol: 30.3 mGy, DLP: $337.0\;mGy{\cdot}cm$으로 나타났다. 영상품질을 나타내는 CT number의 표준편차는 1구역에서 고정 관류기법은 2.6, AEC 기법은 3.0, 2구역에서 고정 관류기법은 3.1, AEC 기법은 3.4, 3구역에서 고정 관류기법은 2.7, AEC 기법은 3.2으로 측정되었다. 64 MDCT에서의 AEC 기법은 기존의 고정관류법에 비해 안구, 이하선 그리고 갑상선 부위에 대해 큰 선량 감소효과가 나타났으며, 두개부의 방사선량을 감소시키는데 매우 유용한 기법으로 사료된다.

• 대한치과교정학회지
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• 제26권4호
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• pp.455-467
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• 1996

견인력에 의한 치아 이동시 전반적인 치주 조직의 변화를 관찰하고 특히 제1형 교원질의 발현 정도 및 분포의 변화를 알아보고자, Sprague-Dawley계 백서 21마리를 대상으로 대조군(3마리)과 실험군(18마리)으로 나누었으며, 실험군은 양 중절치 사이에 견인력(75g)을 가한 후 12시간, 1일, 4일, 7일, 14일, 28일째에 각각 3마리씩 희생시켜, 시간에 따른 제1형 교원질의 발현과 조직학적 변화를 면역조직화학적 및 조직병리학적으로 관찰한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 견인력을 가한 후 28일째까지, 견인측의 치주인대 섬유는 신장되어 있었고, 압박측의 치주인대 섬유는 압축되어 있었으며 치주인대 섬유의 배열은 완전히 회복되지 않았다. 대조군에서의 제1형 교원질 발현은 구강 상피, 전상아질, 치수와 치주인대에서 경미하였으나, 치조골에 연한 조골세포, 치근단의 무세포성 백악질, 조백악세포와 악간봉합 부위에서 약양성의 발현을 보였다. 실험군에서의 제1형 교원질의 발현은, 무세포성 백악질에서 치아 이동 1일째에 중등도, 7일째부터 강양성의 발현을 보였으며, 정중 구개 봉합 부위에서는 치아 이동 1일째에 중등도, 14일째부터 강양성 발현을 보였다. 치주인대에서는 치아 이동 4일째에서 견인측이 압박측보다 제1형 교원질의 발현이 많아져 7일째에서 최고조에 달하다가 14일째부터는 측간의 차이가 없었다. 골조직에서는 조골세포가 붙어 있는 골 주변부에서 강하게 반응을 보여 대조군과 구별되었으며 특히 7일째 이후에 많은 것으로 관찰되어 골개조 현상과 관련하여 주목되었다. 이러한 관찰로 교정적 치아 이동 후 골재형성 과정은 조직 형성 세포의 분화와 이들 세포에서 형성되는 제1형 교원질과 밀접한 관계가 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한치과교정학회지
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• 제31권6호
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• pp.589-600
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• 2001

이 연구의 목적은 IGF-I의 골모세포에 대한 직접적 작용효과와 IGF-I이 섬유모세포에 작용된 후 섬유모세포에서 유리된 인자를 포함한 조절 배양액이 골모세포에 어떤 영향을 미치는지에 대해 각각 치주인대 섬유모세포와 치은 섬유모세포를 이용하여 알아본 후, 치조골의 반응을 외적자극과의 사이에서 매개하는 치주인대의 주세포군인 섬유모세포를 통한 IGF-I의 골모세포에 대한 영향을 알아보는 것이다. 이를 위해 치주인대 섬유모세포와 치은 섬유모세포를 6-8주된 백서(Sprague-Dawley rat)에서 채집하고, 골모세포는 태생 21일된 동종백서에서 채집하여 기본배양을 한 후, 각 군을 6군으로 분리하여 $1{\times}10^4$/we11, (1ml/well)세포수로 분주한 골모세포 배양접시에 IGF-I을 1,10,100ng/m1로 각각 농도를 달리하여 그 효과를 알아보았다. 각각의 군은 대조군, IGF-I을 직접 투여한 골모세포 배양군, 치주인대 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 골모세포 배양군, IGF-I으로 처리한 치주인대 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 골모세포 배양군, 치은 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 골모세포 배양군, IGF-I으로 처 리한 치은 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 골모세포 배양군이다. 조절배양액은 배양 36시간후(IGF-I 처리후 12시 간 배양 포함) 채집하였고, 마지막으로 IGF-I 및 조절배양액으로 처리한 후에 추가 24시간 배양한 후, Alkaline phoaphatase 활성도, Western blot 을 이용한 BMP발현, MTT를 이용한 세포증식, BCA kit을 이용한 총단백질량 측정, Western blot을 이용한 교원질 합성 계측 및 골결절의 생성을 관찰하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1 Alkaline phosphatase활성은 10, 100ng/m1의 IGF-I으로 처리한 군과 치주인대 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 군, IGF-I으로 처리한 치주인대 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 군에서 대조군보다 더 높게 나타났다. 10, 100ng/ml의 IGF-I으로 처리한 치주인대 섬유모세포의 조절배양액을 이용한 실험군에서 유의성 있게 높게 나타났다. 2. 100ng/m1농도의 IGF-I으로 직접 처리한 군에서 골모세포증식이 유의성 있게 증가하였다. 3. 총단백질량은 IGF-I투여와 상관없이 대조군, 실험군 모두 유사하였다. 4. 모든 실험군에서 BMP2,4가 발현되었고, 대조군과 유의한 차이는 없었다. 이상의 결과에서 IGF-I의 투여여부와는 상관없이 치주인대 섬유모세포가 유리하는 물질이 골모세포의 활성을 증가시키는 것으로 나타났으며, IGF-I은 고농도일때만 유의성있게 골모세포 활성을 촉진함을 알 수 있었다. 따라서 이 연구를 통하여 치주인대 섬유모세포가 골모세포활성을 촉진 시키는 작용을 가지고 있음이 확인되었다.

• 치위생과학회지
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• 제6권1호
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• pp.1-9
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• 2006

기계적 자극에 의한 골조직의 개조에서 압박측은 일차적으로 파골세포에 의하여 골기질의 흡수를 위한 유전자 발현에 의하여 기시된다. 그러나 기질을 이루는 유기 단백질의 흡수에 관여하는 단백용해효소의 세포 내 작용 기전은 여전히 완전히 이해되지 않고 있다. 이 연구는 파골세포에서 용해용소체효소인 cathepsin k에 주목하여, cAMP 길항제와 PKA 억제제 및 adenylate cyclase 촉진제에 의한 cathepsin k 생성의 촉진 또는 억제 효과의 기전을 해명하는데 그 목적을 두었다. cAMP 길항제인 Rp-cAMP와 PKA 억제제인 KT5720과 H89는 cathepsin K의 세포 내성숙을 차단하였으며, 대조적으로 adenylate cyclase 촉진제 forskolin은 파골세포에서의 cathepsin K의 생성과 성숙을 유인하는 것으로 나타났다. 특히 cathepsin K의 생성과 성숙에 관여하는 신호전달이 protein kinase C(PKC)와 관련성을 검정하기 위하여 백서의 골세포를 PKC의 선택적 억제제인 calphostin C로 처리하였을 때 아무런 영향이 없는 것으로 나타남으로써 calphostin C는 파골 세포에 의해 매개된 cathepsin K의 생성과 성숙과는 무관한 것으로 밝혀졌다. 이는 파골세포에서의 cathepsin K의 성숙은 cAmp-PKA 신호전달 경로에 의해 조절됨을 의미한다. 분비된 전구효소는 M6P 수용체를 통하여 세포 내로 다시 진입할 수 있는 잠재성을 가지고 있기 때문에 이러한 가능성을 차단하기 위하여 M6P가 존재 또는 결여된 상태에서 cAMP 길항제인 Rp-cAMP와 PKA 억제제인 KT5720 및 H89를 시험하였다. 그 결과 Rp-cAMP, KT5720 또는 H89에 의한 cathepsin K의 M6P용량 비례적 생성 억제가 관찰 되었다. 또한 M6P를 주었을 때 Rp-cAMP, KT5720와 H89의 작용이 증가된을 보였다. 이상에서와 같이 Rp-cAMP, KT5720와 H89의 cathepsin K 생성 방해를 통한 골흡수 억제는 골다공증 또는 관절염의 치료와 같은 골흡수의 억제를 필요로 하는 분야에서의 임상적응용 가능성을 시사한다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제8권2호
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• pp.100-108
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• 2004

목적 : Trypsin으로 관절연골의 변성을 인공적으로 유도한 뒤 관절연골의 구성성분인 glycosaminoglycan(GAG)의 소실을 생화학적으로 정량분석하고 $Gd(DTPA)^{2-}$-(gadolinium diethylene triamine pentaacetic acid)조영증강, 그리고 T1, T2, rho 이완시간등과 어떤 상관관계가 있는지를 조사함으로써 관절연골의 초기 퇴행성 변화에 대해서 자기공명영상(MRI)으로 관찰이 가능한 지를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 적출된 3개의 돼지 슬개골에서 실험에 사용될 관절연골조각을 폭 8 mm, 길이 10 mm 크기의 관절연골조각을 3개 만들었다. 분광광흡수계(spectrophotometry)에서 dimethylmethylene blue를 이용한 chondroitin sulfate standard의 흡수도를 측정하여 GAG을 정량분석 하였다. 관절연골을 배양할 용액은 0.2 mg/ml trypsin, 1 mM $Gd(DTPA)^{2-}$ 첨가된 trypsin, 그리고 대조군용 인산염완충식염수(phosphate buffered saline, PBS)의 3가지를 준비하였다. 배양시간은 1시간에서 5시간까지는 매시간마다 배양하였고 24시간과 48시간까지 배양하였다. MRI촬영은 1시간에서 5시간까지만 매시간마다 배양후 시행하였다. 1.5T 기기에서 MRI촬영은 T1강조영상(TR/TE, 450/22)과 혼합에코기법(mixed echo sequence) (TR/TE, 760/21-168, 8 echoes)등을 시행하였다. 모든 촬영에서 영상영역은 50 mm, 절편두께는 2 mm, 그리고 매트릭스는 $256\times512$ 였다. MRI촬영자료에서 관절연골부위를 픽셀단위로 비교분석 하였다. 배양이 끝난 관절연골은 hematoxylin & eosin, toluidine blue, alcian blue, trichrome 염색 등을 시행하여 관찰하였다. 결과 : Dimethylmethylene blue를 이용한 GAG의 정량분석결과 배양시간증가에 따라 GAG의 농도가 비례적으로 증가하였다. $Gd(DTPA)^{2-}$ 첨가된 trypsin배양에서 관절연골의 T1 강조 영상에서의 신호강도는 trypsin 배양에 비하여 평균 $42.0\%$ 증가하였고 4시간과 5시간배양에서는 trypsin에서만 배양한 관절연골에 비하여 신호강도가 더욱 뚜렷하게 증가되었다 (p<0.05). 관절연골의 T1, T2, rho 이완시간은 배양시간에 따라 유의성 있는 차이가 관찰되지 않았으나 $Gd(DTPA)^{2-}$ 첨가된 trypsin배양에서 T1이완시간의 증가가 관절연골의 표층부와 이행부에서 측정되었다. 조직검사결과 trypsin 배양의 관절연골에서 toluidine blue와 alcian blue염색에서 결손이 관찰되었다. 결론 : Trypsin 배양시간에 따라 관절연골의 GAG결손을 정량적으로 확인할 수 있었고 픽셀크기 $97.9\times195\;{\mu}m$인 MRI로 $Gd(DTPA)^{2-}$-조영증강 및 이완시간을 측정할 수 있었다. 배양시간에 따른 GAG결손은 T1, T2, rho 이완시간보다 $Gd(DTPA)^{2-}$-조영증강에서 유의한 차이를 관찰할 수 있었다. 그러므로 관절연골의 초기 퇴행성 변화를 진단하는 데는 T1강조영상에서 $Gd(DTPA)^{2-}$-조영증강정도를 비교하는 것이 가장 유용할 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.151-151
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• 2012

A new plasma process, i.e., the combination of PIII&D and HIPIMS, was developed to implant non-gaseous ions into materials surface. HIPIMS is a special mode of operation of pulsed-DC magnetron sputtering, in which high pulsed DC power exceeding ~1 kW/$cm^2$ of its peak power density is applied to the magnetron sputtering target while the average power density remains manageable to the cooling capacity of the equipment by using a very small duty ratio of operation. Due to the high peak power density applied to the sputtering target, a large fraction of sputtered atoms is ionized. If the negative high voltage pulse applied to the sample stage in PIII&D system is synchronized with the pulsed plasma of sputtered target material by HIPIMS operation, the implantation of non-gaseous ions can be successfully accomplished. The new process has great advantage that thin film deposition and non-gaseous ion implantation along with in-situ film modification can be achieved in a single plasma chamber. Even broader application areas of PIII&D technology are believed to be envisaged by this newly developed process. In one application of non-gaseous plasma immersion ion implantation, Ge ions were implanted into SiO2 thin film at 60 keV to form Ge quantum dots embedded in SiO2 dielectric material. The crystalline Ge quantum dots were shown to be 5~10 nm in size and well dispersed in SiO2 matrix. In another application, Ag ions were implanted into SS-304 substrate to endow the anti-microbial property of the surface. Yet another bio-application was Mg ion implantation into Ti to improve its osteointegration property for bone implants. Catalyst is another promising application field of nongaseous plasma immersion ion implantation because ion implantation results in atomically dispersed catalytic agents with high surface to volume ratio. Pt ions were implanted into the surface of Al2O3 catalytic supporter and its H2 generation property was measured for DME reforming catalyst. In this talk, a newly developed, non-gaseous plasma immersion ion implantation technique and its applications would be shown and discussed.