Background: Human mesenchymal stem cells (hMSCs) are, due to their pluripotency, useful sources of cells for stem cell therapy and tissue regeneration. The phenotypes of hMSCs are strongly influenced by their microenvironment, in particular the extracellular matrix (ECM), the composition and structure of which are important in regulating stem cell fate. In reciprocal manner, the properties of ECM are remodeled by the hMSCs, but the mechanism involved in ECM remodeling by hMSCs under topographical stimulus is unclear. In this study, we therefore examined the effect of nanotopography on the expression of ECM proteins by hMSCs by analyzing the quantity and structure of the ECM on a nanogrooved surface. Methods: To develop the nanoengineered, hMSC-derived ECM, we fabricated the nanogrooves on a coverglass using a UV-curable polyurethane acrylate (PUA). Then, hMSCs were cultivated on the nanogrooves, and the cells at the full confluency were decellularized. To analyze the effect of nanotopography on the hMSCs, the hMSCs were re-seeded on the nanoengineered, hMSC-derived ECM. Results: hMSCs cultured within the nano-engineered hMSC-derived ECM sheet showed a different pattern of expression of ECM proteins from those cultured on ECM-free, nanogrooved surface. Moreover, hMSCs on the nano-engineered ECM sheet had a shorter vinculin length and were less well-aligned than those on the other surface. In addition, the expression pattern of ECM-related genes by hMSCs on the nanoengineered ECM sheet was altered. Interestingly, the expression of genes for osteogenesis-related ECM proteins was downregulated, while that of genes for chondrogenesis-related ECM proteins was upregulated, on the nanoengineered ECM sheet. Conclusions: The nanoengineered ECM influenced the phenotypic features of hMSCs, and that hMSCs can remodel their ECM microenvironment in the presence of a nanostructured ECM to guide differentiation into a specific lineage.
Cell adhesion is a coordinated process involving initial binding of integrin receptors to extracellular matrix (ECM), recruitment of adhesion proteins, and focal adhesion assembly. The formation of mechanically stable focal adhesion assembly of cells within surrounding ECM is a key parameter to direct numerous cellular functions including cell migration, differentiation, and apotosis. With current cell adhesion assays, it is difficult to understand contributions of each coordinated event on evolution of cell adhesion strengthening since cells spontaneously spread upon their adhesion to the substrate, thus remodeling their cytoskeletal structure. In this presentation, novel approaches for analysis of cell adhesion strengthening process based on the combination of mechanical device, micro-patterned substrates, and molecular biological techniques will be discussed.
The matrix metalloproteinases (MMPs) are a family of enzymes responsible for degrading connective tissue. MMPs catalyze the breakdown of collagen from the extracellular matrix, leading to wrinkle formation and accelerated skin aging. Furthermore, ultraviolet irradiation causes increased expression of certain MMPs. In the extracellular matrix turnover, MMPs are interacting with endogenous regulators named tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs). Using peptide substrate assays, it has been demonstrated that TIMP-MMP complexes interact highly specifically with $K_{i}$ values of 10$^{-9}$ -10$^{-16}$ M. Therefore applications for TIMP as inhibitor of collagen degradation are suggested for cosmetic anti-aging products to prevent wrinkle formation and loss of elasticity. To date four TIMP proteins (TIMP-1, TIMP-2, TIMP-3 and TIMP-4) have been identified which show a high degree in sequence similarity. The production of human TIMP-2, a 194-residue nonglycosylated protein, was performed by fed-batch culture of Escherichia coli. TIMP-2 accumulated in the bacterial cells in an insoluble form as inclusion bodies. The inclusion bodies were solubilized and the protein refolded to yield the native TIMP-2 in the active form. The integrity of the protein was confirmed by mass analysis, Edman sequencing and gel shift experiments with authentic samples. The inhibitory activity of the refolded and purified TIMP-2 was demonstrated with MMP-1 and MMP-2 assays using synthetic fluorogenic peptide substrates.s.
Park, Ki-Nam;Song, Hyun-Chul;Jee, Yu-Jin;Yoo, Jin-Young
Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
/
v.31
no.2
/
pp.116-129
/
2005
Distraction osteogenesis is a new bone formation technique. There is a advantage of the environmental adaptation when distraction force is applied to the gap between osteotomy lines. But it has a disadvantage of long-term wearing of the appliance and long consolidation period. Therefore we make an effort to reduce it and repair normal function. Extracellular matrix proteins have a function to control the cellular growth, migration, shape and metabolism. In these, hyaluronic acid is a member of polysaccharide glycosaminoglycans (GAGs) and has a important function as bone formation and osteoinduction property. Purpose : In this experimental study in rabbit mandibular distraction osteogenesis, we investigated the bone enhancing property of hyaluronic acid and the expression of extracellular proteins such as osteocalcin and osteonectin. Materials and Methods : The experimental study was carried out on 24 Korean male white rabbits (both mandibular body, n=48). Distraction group was divided to distraction experimental (A, n=16) and distraction control (B, n=16) by the application of hyaluronic acid (Hyruan, LGCI, Seoul, Korea). Normal control group (C, n=16) was only osteotomized. After 5 days latency, distraction devices were activated at a rate of 1.4 mm per day (0.7 mm every 12hours) for 3.5 days. Animals were sacrificed at postoperative 3, 7, 14, and 28 days. H&E stain and immunohistochemical stain was done on decalcified section. Additionally RT-PCR analysis was done for the identification of the expression of osteocalcin and osteonectin. Results : The bone formation in distraction experimental group was much more than that in distraction and normal control group at postoperative 28 days. In immunohistochemical stain, osteocalcin was enhanced at only postoperative 14 days, but osteonectin was not different at each post-operation days. In RT-PCR analysis, osteocalcin was not different at each post-operation days, but osteonectin was strongly expressed in distraction experimental group at postoperative 7 days. The expression of osteocalcin and osteonectin was elevated during the healing period. Conclusion : We found the good bone formation ability of hyaluronic acid in distraction osteogenesis through the immunohistochemistry and RTPCR analysis to osteocalcin and osteonectin, known as a bone formation marker. The application of hyaluronic acid in distraction osteogenesis is a method to reduce the consolidation period.
Membrane-type 1 matrix metalloproteinase (MT1-MMP) is a membrane-associated zinc-dependent endoproteinase involved in extracellular matrix remodeling. MT1-MMP hydrolyzes ECM proteins like collagen and is involved in cancer cell migration and metastasis. Caveolins are integral membrane proteins and play a role in formation of caveolae, specialized membrane microdomains involved in clathrin-independent endocytosis. Recombinant MT1-MMP was transiently expressed in PANC-1 cells. Cells expressing recombinant MT1-MMP were able to hydrolyze collagen and migrate on collagen coated trans-well. Both subjacent collagen degradation and the cell migration conferred by recombinant MT1-MMP were inhibited by co-transfection of plasmids containing caveolin-1 cDNA. The results support that MT1-MMP is localized in lipid raft of the membrane and MT1-MMP activities in invasive cells could be inhibited by caveolin.
The extracellular matrix is a critical component of every human tissue. ECM not only functions as a structural component but also regulates a variety of cellular processes such as cell migration, differentiation, proliferation, and cell death. In addition, current studies suggest that ECM is critical for the pathophysiology of various human diseases. ECM is composed of diverse components including several proteins and polysaccharide chains such as chondroitin sulfate, heparan sulfate, and hyaluronic acid. Each component of ECM exerts its own functions in cellular and pathophysiological processes. One of the interesting recent findings is that ECM is involved in inflammatory responses in various human tissues. In this review, we summarized the known functions of ECM in neuroinflammation after acute injury and chronic inflammatory diseases of the central nerve systems.
The CCN protein family is composed of six matricellular proteins, which serve regulatory roles rather than structural roles in the extracellular matrix. First identified as secreted proteins which are induced by oncogenes, the acronym CCN came from the names of the first three members: CYR61, CTGF, and NOV. All six members of the CCN family consist of four cysteine-rich modular domains. CCN proteins are known to regulate cell adhesion, proliferation, differentiation, and apoptosis. In addition, CCN proteins are associated with cardiovascular and skeletal development, injury repair, inflammation, and cancer. They function either through binding to integrin receptors or by regulating the expression and activity of growth factors and cytokines. Given their diverse roles related to the pathology of certain diseases such as fibrosis, arthritis, atherosclerosis, diabetic nephropathy, retinopathy, and cancer, there are many emerging studies targeting CCN protein signaling pathways in attempts to elucidate their potentials as therapeutic targets.
Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
/
v.30
no.3
/
pp.186-192
/
2004
Purpose: Human tooth proteins are highly heterogeneous, comprising diverse proteins derived from a number of genes. The attempts to identify protein for activity of tooth matrix proteins have been defied by several factors. First, the amount of proteins within teeth is very small relative to many extracellular matrix proteins of other tissues. Second, the bioassay system is tedious and needed for long time. Therefore we tried to find easy techniques, which increase the product rate, and an assay of small proteins, with which amino acid sequence is possible without additional procedures. Materials and Methods: Total protein were extracted from 300 g enamel removed teeth and 600 g teeth with 4 mol/L guanidine HCl and purified by gel chromatography. Aliquot of proteins was implanted into muscle pouches in Sprague-Dawley rats for bioassay. By SDS-PAGE and membrane blotting, molecular weight of each protein was estimated and a partial amino acid sequence was obtained. Each fraction blotted on the membrane was cut out and inserted in rat ectopic model. Results: In dissociative method, total tooth proteins were obtained 1mg/ml from enamel removed teeth and 3.5 mg/ml from teeth. In SDS-PAGE, four clear bands at the sites corresponding to 66, 40, 20 and 18 kD. Especially The 66 kD band was clearly exhibited. Amino acid sequencing from tooth could be possible using PVDF membrane blotting technique. In amino acid sequencing, 66 kD protein was identified as albumin. Conclusion: Compared with conventional method for extraction of teeth protein and bioassay of proteins, the methods in this study were easy, time-saving and more productive technique. The matured tooth proteins omitting additional procedure of mechanical removal of enamel were simply analyzed using blotted PVDF membrane. This method seems to make a contribution as a technique for bioassay and amino acid sequencing of protein.
Background: The efficacy of ginseng, the representative product of Korea, and its chemical effects have been well investigated. The ginsenoside RG3 has been reported to exhibit apoptotic, anticancer, and antidepressant-like effects. Methods: In this report, the putative effect of RG3 on several cellular function including cell survival, differentiation, development and aging process were evaluated by monitoring each specific marker. Also, mitochondrial morphology and function were investigated in ultraviolet (UV)-irradiated normal human dermal fibroblast cells. Results: RG3 treatment increased the expression of extracellular matrix proteins, growth-associated immediate-early genes, and cell proliferation genes in UV-irradiated normal human dermal fibroblast cells. And, RG3 also resulted in enhanced expression of antioxidant proteins such as nuclear factor erythroid 2-related factor-2 and heme oxygenase-1. In addition, RG3 affects the morphology of UV-induced mitochondria and plays a role in protecting mitochondrial dysfunction. Conclusioin: RG3 restores mitochondrial adenosine triphosphate (ATP) and membrane potential via its antioxidant effects in skin cells damaged by UV irradiation, leading to an increase in proteins linked with the extracellular matrix, cell proliferation, and antioxidant activity.
Yam extracts (Dioscorea batatas) have been reported to possess a variety of functions. However, studies on its osteogenic properties are limited. In this study, we investigated the effect of ethanol and water extracts on osteoblast proliferation and bone matrix protein synthesis, type I collagen and alkaline phosphatase (ALP), using osteoblastic MC3T3-E1 cell model. MC3T3-E1 cells were cultured with yam ethanol and water extracts (0~30 mg/L) within 39 days of osteoblast differentiation period. Cell proliferation was measured by MTT assay. Bone matrix proteins were assessed by the accumulation of type I collagen and ALP activity by staining the cell layers for matrix staining. Also, the secreted (media) matrix protein concentration (type I collagen) and enzyme activity (ALP) were measured colorimetrically. Yam ethanol and water extracts stimulated cell proliferation within the range of 15~30 mg/L at 15 day treatment. The accumulation of type I collagen in the extracellular matrix, as well as secreted collagen in the media, increased with increasing doses of yam ethanol (3~15 mg/L) and water (3~30 mg/L) extracts. ALP activity was not affected by yam ethanol extracts. Our results demonstrated that yam extracts stimulated osteoblast proliferation and enhanced the accumulation of the collagenous bone matrix protein type I collagen in the extracellular matrix. These results suggest that yam extracts may be a potential activator for bone formation by increasing osteoblast proliferation and increasing bone matrix protein type I collagen. Before confirming the osteogenic action of yam, further studies for clarifying how and whereby yam extracts can stimulate this ostegenesis action are required.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.