• 생명과학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.102-113
• /
• 2023

본 총설에서는 지난 수년 동안 자궁내막 염증 관련 새롭게 밝혀진 에스트로겐과 프로게스테론 수용체의 기능 중 지엽적 에스트로겐의 합성, 특이적 에스트로겐 수용체의 조절, 프로게스테론 저항성 그리고 스테로이드 호르몬의 작용에 의한 자궁내막 조직세포의 염증반응, 분화 및 생존에 대한 세포 및 분자적 조절기전들을 고찰한다. 자궁내막 조직 기질세포의 비정상적인 후성유전체적 변화는 자궁내막증의 발병과 진행에 중요한 요인으로 작용한다. 특히, 에스트로겐 수용체 유전자들의 차별적 메틸화는 기질세포내 ERα로부터 ERβ로의 발현 우세도 전환을 유도하여, ERβ-매개 염증반응, 프로게스테론 저항성 및 레티노이드 합성장애 등의 비정상적인 에스트로겐 반응을 초래한다. 이 기질세포는 또한 PGE2 및 SF-1 매개에 의한 스테로이드 합성효소의 발현유도를 통하여 지엽적 에스트로겐의 생성을 촉진하며, 증가된 에스트라디올은 다시 ERβ에 피드백으로 작용하여 COX-2 촉진을 통한 염증반응의 악순환을 야기한다. 높은 ERβ의 발현은 중간엽 줄기세포의 염색질 구조변화릉 야기하여 프로게스테론 저항성을 획득하고, 이는 반복적 생리에 따른 지속적 노출로 자궁내막 조직의 염증을 형성하며, 이후에는 ERβ-매개 에스트로겐과 TNF-α 및 TGF-β1을 포함한 염증 유발 인자들이 작용하여 염증 조직세포의 부착, 혈관생성 및 생존과 기질세포의 분화조절장애를 유도한다. 따라서, 생리주기의 역동적인 호르몬 변화와 이에 따르는 자궁내막 조직의 핵수용체 신호전달 조절기전에 대한 구체적인 이해는 정상적인 생식기능을 유지하면서 자궁내막증과 같은 비정상적 염증질환을 치료하기 위한 새로운 안목을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• Ocean and Polar Research
• /
• 제44권1호
• /
• pp.29-38
• /
• 2022

Halophytes are plants that live in harsh environments in coastal regions and are known for their diverse chemical compositions. Limonium tetragonum, a halophyte endemic to Korean shores, is known for its bioactive compounds and is utilized in folk medicine. In this study L. tetragonum extract (LHE) was used to determine and evaluate its anti-osteoporotic properties. Pre-adipocyte and pre-osteoblasts were induced to differentiate along with LHE treatment, and their differentiation was evaluated using differentiation markers. LHE treatment decreased lipid accumulation in 3T3-L1 preadipocytes during adipogenesis. Results indicated that the LHE treatment also decreased the levels of key adipogenic transcription factors: PPARγ, SREBP1c, and C/EBPα. Enhancing osteoblastogenesis by LHE treatment was confirmed in osteoblastogenesis-induced MC3T3-E1 pre-osteoblasts. Cells treated with LHE resulted in increased calcification and alkaline phosphatase (ALP) activity compared with osteoblasts without LHE treatment. Pro-osteogenic and anti-adipogenic effects were also confirmed in D1 murine mesenchymal stromal cells which are capable of differentiation into both adipocytes and osteoblasts. LHE hindered adipogenesis and enhanced osteoblastogenesis in D1 MSCs in a similar fashion. In conclusion, L. tetragonum is believed to possess the potential to be utilized as a nutraceutical ingredient against osteoporotic conditions.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제40권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2019

Human mesenchymal stem cells (hMSC) are multipotent stromal cells that have great potential to differentiate into a variety of cell types such as osteocytes, chondrocytes, and myocytes. Although there have been many studies on their clinical availability, little is known about how intracellular signals can be modulated by topographic features of the extracellular matrix (ECM). In this study, we investigated whether and how microwavy-patterned extracellular matrix (ECM) could affect the signaling activity of focal adhesion kinase (FAK), a key cellular adhesion protein. The fluorescence resonance energy transfer (FRET)-based FAK biosensor-transfected cells are incubated on microwavy-patterned surfaces and then platelet derived growth factor (PDGF) are treated to trigger FAK signals, followed by monitoring through live-cell FRET imaging in real time. As a result, we report that PDGF-induced FAK was highly activated in cells cultured on microwavy-patterned surface with L or M type, while inhibited by H type-patterned surface. In further studies, PDGF-induced FAK signals are regulated by functional support of actin filaments, microtubules, myosin-related proteins, suggesting that PDGF-induced FAK signals in hMSC upon microwavy surfaces are dependent on cytoskeleton (CSK)-actomyosin networks. Thus, our findings not only provide new insight on molecular mechanisms on how FAK signals can be regulated by distinct topographical cues of the ECM, but also may offer advantages in potential applications for regenerative medicine and tissue engineering.

• 생명과학회지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.678-686
• /
• 2007

인간중간엽줄기세포는(Human mesenchymal stem cells, hMSC) 골수, 지방, 피부, 근육, 혈액에 존재하며, 뼈, 연골, 지방, 근육, 신경세포로 분화가능성이 보고되어 손상조직의 재생을 위한 재료로서뿐만 아니라 유전자치료의 매개체로 이용될 수 있는 가능성이 제안되고 있다. 인간중간엽줄기세포의 적절한 배양조건에는 소 태아혈청(fetal bovine serum, FBS)이 요구되어지므로 세포치료에는 소 태아혈청이 다수 포함되어 있을 것이며 세포배양 배지 유래 소 태아혈청의 단백질에 의한 면역거부반응이 우려된다. 이미 앞선 연구에서 자가혈청 하에서 인체지방줄기세포 분리와 계속적인 세포배양을 실시하였을 때 인체지방줄기세포의 증식능력과 다 분화 능이 유지되며 면역결핍 생쥐에 골수의 말초혈액에서 유래된 CD34세포 이식 시 안착 능을 촉진함을 보였다. 본 연구에서 인체지방줄기세포가 인체혈청 하에서 배양되었을 때 소 태아혈청 하에서 배양할 때 발현하는 표면항원을 유지함을 확인했으며 microarray를 사용하여 유전자 발현을 비교했다. 유 세포 분석을 통하여 인체혈청 하에서 계속적으로 배양된 인체유래지방줄기세포에서 HLA-DR, CD117, CD29 와 CD44 의 발현이 소 태아혈청 하에서 배양했을 때와 비슷함을 밝혔다. 그러나 인체혈청 하에서 배양된 인체지방줄기세포의 유전자 발현형태와 소 태아혈청 하에서 배양된 세포의 유전자 발현형태 간에는 상당한 차이를 보였다. 그러므로 본 연구는 인체혈청 하에서 배양된 인체지방기질줄기세포가 임상적용을 위한 선행 데이터로써 직접적인 추정을 하기 위해서는 인체지방기질줄기세포 이식연구에 in vivo 동물실험연구가 수행되어져야 함을 제시하고 있다.

• 대한치과의사협회지
• /
• 제53권12호
• /
• pp.935-948
• /
• 2015

목적: 법랑기질 유도체(EMD)가 사람 치주인대 줄기세포(hPDLSC)의 조직 형성능에 미치는 영향을 in vitro와 in vivo 분석 모델을 이용해 평가한다. 재료 및 방법: hPDLSC를 배양하여 운반체와 함께 면역 억제된 쥐 등에 이식하였다; (1)대조군: EMD 처치하지 않은 운반체에 심어진 hPDLSC군 ($EMD^-/hPDLSC^+$), (2)실험군: EMD 처치한 운반체에 심어진 hPDLSC군 ($EMD^+/hPDLSC^+$). 각 군당 5마리씩 시행하고 8주 후 희생하였다. 조직학적, 조직계측학적 분석을 통해 형성된 백악질의 면적과 백악세포의 수 그리고 샤피 섬유의 수를 계측하였으며 면역조직화학적 분석을 통해 백악질과 교원질 형성을 평가하였다. 또한 in vitro에서 hPDLSC의 수용성 교원질과 glycosaminoglycan 형성에 대한 EMD의 효과를 분석하였다. 결과: 조직학적 분석에서 교원질성 치주 인대 조직이 실험군에서 현저하게 많이 생성된 것을 관찰할 수 있었다. 형성된 백악질의 면적과 백악세포의 수는 군 간 차이가 없었으나, 새롭게 형성된 샤피 섬유의 수는 실험군에서 대조군보다 유의하게 많았다(p<0.05). 교원질 형성에 대한 면역조직 화학적 분석 결과, 실험군에서 I, III형 교원질과 hydroxyproline의 발현이 높았다. 또한 in vitro에서 hPDLSC에 의한 수용성 교원질과 glycosaminoglycan 형성이 EMD의 농도에 비례하여 증가하였다 (p<0.05). 결론: EMD는 hPDLSC에 의한 샤피 섬유 및 교원질 생성을 증가시키고, 이는 새로운 백악질의 기능적 부착과 치주조직 재생에 중요한 역할을 한다.

• Molecules and Cells
• /
• 제42권11호
• /
• pp.763-772
• /
• 2019

Periodontitis is characterized by the loss of periodontal tissues, especially alveolar bone. Common therapies cannot satisfactorily recover lost alveolar bone. Periodontal ligament stem cells (PDLSCs) possess the capacity of self-renewal and multilineage differentiation and are likely to recover lost alveolar bone. In addition, periodontitis is accompanied by hypoxia, and hypoxia-inducible $factor-1{\alpha}$ ($HIF-1{\alpha}$) is a master transcription factor in the response to hypoxia. Thus, we aimed to ascertain how hypoxia affects runt-related transcription factor 2 (RUNX2), a key osteogenic marker, in the osteogenesis of PDLSCs. In this study, we found that hypoxia enhanced the protein expression of $HIF-1{\alpha}$, vascular endothelial growth factor (VEGF), and RUNX2 ex vivo and in situ. VEGF is a target gene of $HIF-1{\alpha}$, and the increased expression of VEGF and RUNX2 proteins was enhanced by cobalt chloride ($CoCl_2$, $100{\mu}mol/L$), an agonist of $HIF-1{\alpha}$, and suppressed by 3-(5'-hydroxymethyl-2'-furyl)-1-benzyl indazole (YC-1, $10{\mu}mol/L$), an antagonist of $HIF-1{\alpha}$. In addition, VEGF could regulate the expression of RUNX2, as RUNX2 expression was enhanced by human VEGF ($hVEGF_{165}$) and suppressed by VEGF siRNA. In addition, knocking down VEGF could decrease the expression of osteogenesis-related genes, i.e., RUNX2, alkaline phosphatase (ALP), and type I collagen (COL1), and hypoxia could enhance the expression of ALP, COL1, and osteocalcin (OCN) in the early stage of osteogenesis of PDLSCs. Taken together, our results showed that hypoxia could mediate the expression of RUNX2 in PDLSCs via $HIF-1{\alpha}$-induced VEGF and play a positive role in the early stage of osteogenesis of PDLSCs.

• Molecules and Cells
• /
• 제42권12호
• /
• pp.906-918
• /
• 2019

MicroRNA-223-3p (miR-223-3p) is one of the potential microRNAs that have been shown to alleviate inflammatory responses in pre-clinical investigations and is highly encased in exosomes derived from bone mesenchymal stem cells (MSC-exosomes). MSC-exosomes are able to function as carriers to deliver microRNAs into cells. Autoimmune hepatitis is one of the challenging liver diseases with no effective treatment other than steroid hormones. Here, we examined whether MSC-exosomes can transfer miR-223-3p to treat autoimmune hepatitis in an experimental model. We found that MSC-exosomes were successfully incorporated with miR-223-3p and delivered miR-223-3p into macrophages. Moreover, there was no toxic effect of exosomes on the macrophages. Furthermore, treatments of either exosomes or exosomes with miR-223-3p successfully attenuated inflammatory responses in the liver of autoimmune hepatitis and inflammatory cytokine release in both the liver and macrophages. The mechanism may be related to the regulation of miR-223-3p level and STAT3 expression in the liver and macrophages. These results suggest that MSC-exosomes can be used to deliver miR-223-3p for the treatment of autoimmune hepatitis.