• 대한한방부인과학회지
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• 제15권4호
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• pp.45-60
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• 2002

생쥐의 calvarial osteoblast세포를 분리배양하여 gelatinase생성여부를 골흡수과정에서의 역할을 규명하기 위하여 SDS-PAGE-zymography분석을 한 결과 progelatinase-A를 항속적으로 합성하고 있음을 확인하였다. 생쥐의 osteoblasts를 골재흡수 약물인 PTH, $1,25(OH)_2D_3$, 단핵구배양액 (MCM) 그리고 IL-1으로 자극시키면 gelatinase생산을 촉진하여 콜라겐분해가 증가되었으나, indomethacin과 dexamethasone은 생쥐의 osteoblastic세포의 collagenolysis를 저해하였다. 한편, 골재흡수에 IL-1을 생쥐태아 유래의 장골조직배양 (fetal mouse long bone organ culture)에 처리하자 IL-1 은 골재흡수를 촉진하였다. 더우기, $IL-1{\alpha}$의 농도의존성에 대한 indomethacin과 dexametasone의 영향을 검토한 결과 직선형의 비례커브로 영향을 미쳤다. 이러한 골대사의 지견을 바탕으로 대영전-자하거의 열수추출물의 시험관내 독성검사에서 $1-200\;{\mu}g/ml$의 농도에서는 독성이 없었으며, 또한, $300\;{\mu}g/ml$ 농도에서도 생쥐의 calvarial골에는 독성이 없었다. 대영전-자하거 extract는 PTH (2 units/ml), MCM (5%, v/v), $rhIL-1{\alpha}$ (1 ng/ml) $1,25(OH)_2D_3$ (10 ng/ml)처리에 대해서 그리고 $IL-1{\alpha}$와 $IL-1{\beta}$-유발 collagenolysis에 대해서도 보호효과가 있었다. 대영전-자하거extract을 1시간동안 전처리와 후처리에서 콜라겐분해에 약간의 보호활성이 있었으며 $IL-1{\alpha}$와 $IL-1{\beta}$에 의해 유발되는 콜라겐분해에 보호활성이 보였다. 1시간동안 전처리는 콜라겐분해를 감소시키며, 대영전-자하거 extract는 gelatinase효소를 저해하였으며 PTH, $1,25(OH)_2D_3$, $IL-1{\beta}$ 및 $IL-1{\alpha}$로 유발된 효소활성화가 저해되었다. 즉, 대영전-자하거 extracts는 $IL-1{\alpha}-$와 $IL-1{\beta}$에 의해 촉진되는 골재흡수에 효과적이었으며, 비스테로이드성 항염증제제 (indomethacin 과 dexamethasone)에 의한 골재흡수방지 효과와 유사하였다. 이러한 결과는 대영전-자하거extract가 골다공증치료에 효과적임을 나타내는 것이다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제34권4호
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• pp.791-805
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• 2004

The purpose of this study was to evaluate the effects of DFPR on differentiation of mouse calvarial cell in vitro, to examine the possibility for periodontal regeneration. $10{\mu}g/ml$ of DFPR was used as experimental concentration. osteogenic medium only was assigned as control, Experimental 1 was supplemented with 10nM dexamethasone, Experimental 2 with $10{\mu}g/ml$ DFPR and Experimental 3 with l0nM dexamethasone + $10{\mu}g/ml$ DFPR. cellular activity was evaluated by MTT method at 8, 12, 16 days, expression of mRNA of ALP, osteopontin, osteocalcin, collagen type-l was detected by RT-PCR method at 4, 8, 12, 16 days of culture. extent of mineralization was observed by Von Kossa staining at 16 day of culture. The results are as follows 1)Any acceleration of differentiation was not observed at expression of differentiation marker, 2) Decrease in expression of extracelluar matrix and in bone nodule formation was observed The results suggested that DFPR have negative effect on the rate of differentiation on rat calvarial cell, decrease extracelluar matrix formation ,decrease bone nodule formation. Ongoing studies are necessary in order to determine effect of DFPR on periodontal regeneration.

• Toxicological Research
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• 제14권2호
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• pp.163-169
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• 1998

Fluoride (F), over a narrow concentration range, increases bone formation. Aluminum (Ai) too is biphasic in its action on bone, being mitogenic at very low levels and inhibitory at higher levels. Both F and Al are present in finished drinking water where the chemical interaction of these two agents is well characterized. F and AI, given individually, accumulate preferentially in bone. In addition. in vivo studies have shown that F causes the co-accumulation of Al in bone. Thus, it was necessary to determine the interactive effect of these two agents on bone mitogenesis. Calvaria were obtained from neonatal CD-1 mice and cultured with various concentrations of F (0.05~19 ppm) as NaF, Al (2 ppb~2 ppm) as $AlCl_3$ , or F and Al for 3 days at $37^{\circ}C$ on a rotating roller drum. Alkaline phosphatase activity in calvaria and $\beta$-glucuronidase activity in culture medium were determined as a measures of bone turnover. Alkaline phosphatase activity in calvaria was significantly increased by F (0.05~2 ppm) treatment and $\beta$-glucuronidase activity was slightly increased in the culture medium of calvaria treated with 0.3 ppm Al. The combination of 19 ppm F and 0.3 ppm Al increased alkaline phosphatase activity in calvaria, but did not affect $\beta$-glucuronidase activity, suggesting the interactive effect of fluoride and aluminum on bone turnover.

• 동국한의학연구소논문집
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• 제9권
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• pp.179-191
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• 2000

한방에서 건강골(建强骨)시키는 효능이 있는 5가지 약물(골쇄보(骨碎補), 상기생(桑寄生), 김모구척(金毛狗脊), 별갑(別甲), 법파고지(法破古紙))로 구성된 처방(CEDR로 약칭)으로 실험을 하였다. 생쥐의 calvarial osteoblast를 분리하고 배양한 후 실험을 행하였는데, 골 재흡수 인자인 PTH, $1,25(OH)_2D_3$, $TNF-\alpha$, IL-1에 자극받은 osteoblasts는 활동적인 gelatinase를 생산하므로서 collagen 용해를 증가시켰다. 암컷 생쥐의 long bone organ을 culture하여 골 재흡수를 자극하는 IL-1를 실험한 결과, IL-1은 골의 재흡수를 자극하였으며 동시에 존재해있을 때에는 뚜렷한 재흡수를 보였다. 더욱이, indomethacin과 dexamethasone이 $IL-1{\alpha}$의 투여량 증가에 대한 영향을 관찰하였을 때에는 indomethacin과 dexamethasone은 IL-1의 투여량에 대한 곡선 그래프를 오른쪽으로 이동시켰다. 시험관내에서 세포 독성에 대하여 관찰하였을 때, CEDR추출물은 $1-60{\mu}g/ml$의 농도에서 아무런 세포 독성이 나타나지 않았으며, 뿐만 아니라 생쥐의 두개골 세포에서는 $120{\mu}g/ml$ 농도에서 전혀 세포독성이 관찰되지 않았다. CEDR 추출물은 생쥐의 calvarial cells에서 PTH (5 units/ml), $IL-1{\alpha}$ (1 ng/ml), $TNF-\alpha$, $1,25(OH)_2D_3$ (20 ng/ml) 및 $IL-1{\alpha}$, $IL-1{\beta}$에 유도되는 collagen 용해를 보호하는 효과가 있었다. CEDR 추출물을 1시간동안 전처리하였을 때, 그 자체로는 세포 생존에 영향이 없었으며, collagen 용해를 증가시키지도 않았으며 전처치로 collagen 용해를 유의성있게 감소시키지도 않았다. 게다가, 추출물은 $IL-1{\alpha}$와 $IL-1{\beta}$에 의해 유도되는 collagen 용해를 방지하는 효과가 있었다. 1시간 동안 전처리로 한 결과, collagen 용해를 유의성있게 감소시켰다. 흥미로운 것은 CEDR 추출물이 gelatinase 활성과 PTH, $1,25(OH)_2D_3$, $TNF-\alpha$, $IL-1{\beta}$ 및 $IL-1{\alpha}$의 재흡수 인자에 유도되어 진행되는 활성을 억제하였으며, CEDR 전처리시에는 강력한 보호 효과를 나타내었다. CEDR 추출물은 $IL-1{\alpha}$와 $IL-1{\beta}$에 자극되는 골 재흡수를 억제하는 효과를 나타내였으며, 또한 농도를 다양하게 한 CEDR의 전처리시에는 유의성이 있었다. Indomethacin과 dexamethasone의 비 스테로이드성 항 염증 인자에 의한 IL-1에 자극받은 골 재흡수를 억제하는 정도와 현상은 CEDR 추출물을 생쥐의 두개골 배양 시스템에 적용시켜 얻은 결과와 유사하였다. 이러한 결과들로 보건데, CEDR 추출물은 임상적으로 골다공증의 치료에 매우 안정적으로 적용할 수 있음을 제시하고 있다.

• 대한소아치과학회지
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• 제30권3호
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• pp.391-405
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• 2003

두개봉합부의 조기융합으로 일컬어지는 craniosynostosis는 두개봉합부에서의 골아세포의 조기분화 및 석회화의 결과로 나타나는 선천성 발육이상이다. 최근 유전학적 연구에 의하면 homeobox gene인 Msx2의 변이에 의해 Boston-type craniosynostosis가 야기되며, 또한 Dlx5 homozygote mutant mouse의 표현형에서 두개골의 골화지연을 포함한 다양한 두개안면부위의 이상을 발견하였다는 보고가 있었다. 게다가 Msx2와 Dlx5 homeodomain protein의 상호작용에 의해 성숙골아세포의 표지자인 osteocalcin의 전사를 조절할 수 있다는 사실이 알려져 있다. 이러한 일련의 결과들은 Msx2 Dlx5 및 osteocalcin 유전자들이 두개골의 골화과정과 두개봉합부의 형태발생에 중요한 역할을 담당하고 있음을 제시해주고 있다. 두개골의 성장과 두개봉합부의 형태발생시 이러한 유전자들의 기능을 알아보기위해 mouse의 태생기 (E15-E18) 동안 osteocalcin, Msx2, 및 Dlx5 유전자들의 발현양상을 조사하였다. Osteocalcin은 E15부터 두정골의 골막에서 관찰되었으며, 발생시기가 후기일수록 강한 발현양상을 나타내었다. Msx2는 시상봉합부의 미분화간엽조직과 osteogenic front에서 강하게 발현되었으며 경막과 hair follicle에서도 관찰되었다. Dlx5는 osteogenic front를 포함한 두정골의 골막에서 강하게 발현되었으나 시상봉합부의 미분화간엽조직 에서는 발현되지 않아, Msx2와는 발현양상의 차이를 나타내었다. 두개골과 두개봉합부의 발육과정에서의 Msx2와 Dlx5의 기능을 좀더 심도깊게 분석하기위해, 여러 가지 signaling molecule들의 protein을 사용하여 in vitro 실험을 시행하였다. BMP-2, -4 protein의 overexpression은 bead 주위로 Msx2 유전자의 발현을 유도하였으나, 다른 $TGF{\beta}$ superfamily인 $TGF{\beta}1$, GDF-6, -7 bead들 주위로는 Msx2를 관찰할 수 없었다. 또한 FGF, Shh protein 역시 bead주위로 Msx2의 발현을 유도하지않았다. 흥미롭게도 BMP-2, -4 protein의 overexpression은 bead 주위로 Dlx5 유전자의 발현을 유도하였으나, 다른 $TGF{\beta}$ superfamily, FGF, Shh bead주위로는 Dlx5를 관찰할 수 없어, Msx2와 동일한 결과를 나타내었다 이 결과들을 종합해볼 때, Msx2와 Dlx5 유전자는 두개골과 두개봉합부의 성장발육과정에 중요한 역할을 담당하고 있으며, BMP signaling은 이 두 전사조절인자들을 조절하므로써 두개골의 골화과정과 두개봉합부의 형태발생 및 유지에 관여하고 있음을 제시해주고 있다. 특히 BMP signaling에 specific downstream gene인 Msx2 및 Dlx5의 발현양상의 차이는 골아세포의 분화시 이들 유전자가 각각의 독특한 기능을 가지고 있음을 시사해주고 있다.

• International Journal of Oral Biology
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• 제33권1호
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• pp.33-43
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• 2008

In the process of bone remodeling, mineral phase of bone is dissolved by osteoclasts, resulting in elevation of calcium concentration in micro-environment. This study was performed to explore the effect of high extracellular calcium ($Ca{^{2+}}_e$) on mineralized nodule formation and on the expression of progressive ankylosis (Ank), plasma cell membrane glycoprotein-1 (PC-1) and osteopontin by primary cultured mouse calvarial cells. Osteoblastic differentiation and mineralized nodule formation was induced by culture of mouse calvarial cells in osteoblast differentiation medium containing ascorbic acid and ${\beta}$-glycerophosphate. Although Ank, PC-1 and osteopontin are well known inhibitors of mineralization, expression of these genes were induced at the later stage of osteoblast differentiation during when expression of osteocalcin, a late marker gene of osteoblast differentiation, was induced and mineralization was actively progressing. High $Ca{^{2+}}_e$(10 mM) treatment highly enhanced mRNA expression of Ank, PC-1 and osteopontin in the late stage of osteoblast differentiation but not in the early stage. Inhibition of p44/42 MAPK activation but not that of protein kinase C suppressed high $Ca{^{2+}}_{e^-}$induced expression of Ank, PC-1 and osteopontin. When high $Ca{^{2+}}_e$(5 mM or 10 mM) was present in culture medium during when mineral deposition was actively progressing, matrix calcifiation was significantly increased by high $Ca{^{2+}}_e$. This stimulatory effect was abolished by pyrophosphate (5 mM) or levamisole (0.1-0.5 mM), an alkaline phosphatase inhibitor. In addition, probenecid (2mM), an inhibitor of Ank, suppressed matrix calcification in both control and high $Ca{^{2+}}_{e^-}$treated group, suggesting the possible role of Ank in matrix calcification by osteoblasts. Taken together, these results showed that high $Ca{^{2+}}_e$ stimulates expression of Ank, PC-1 and osteopontin as well as matrix calcification in late differentiation stage of osteoblasts and that p44/42 MAPK activation is involved in high $Ca{^{2+}}_{e^-}$induced expression of Ank, PC-1 and osteopontin.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제28권2호
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• pp.114-125
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• 2002

This study was designed to evaluate the influence of fibroblasts or connective tissue from mouse oral mucosa on differentiation of neonatal mouse calvaria-derived osteoblasts and mineralization of bone nodules. Primary cell cultures from mouse calvarial osteoblasts and 2-4 passaged fibroblasts from oral mucosa were co-cultured in monolayer cultures, devided into 6 experimental group according to cell density or cell confluency. Osteoblasts were also co-cultured with fibroblasts in $Transwell^{(R)}$ culture plate with different co-cultured period according to osteoblast differentiation. The alkaline phosphatase activity were measured in monolayer cultures and cultures using $Transwell^{(R)}$. The mineralized bone nodules were presented by Von Kossa staining and density of mineralized nodules was measured by image analysis. The connective tissues with or without osteoblast seeding were cultured and examined histologically by Von Kossa and Trichrome Goldner staining. The results were as follows; 1. Prolonged maturation of matrix and delayed mineralization of bone nodules were resulted in monolayer cultures. 2. Co-culture of fibroblast with osteoblast using $Transwell^{(R)}$ during osteoblast proliferation stage stimulated proliferation of osteoblasts and increased alkaline phosphatase activity and mineralization of bone nodules. 3. Co-culture of fibroblast with osteoblast using $Transwell^{(R)}$ during matrix mineralization stage decreased and delayed mineralization of bone nodules. 4. In vitro cultured connective tissue with osteoblast seeding resulted in proliferation of osteoblasts and matrix formation with mineralization.

• 대한소아치과학회지
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• 제30권2호
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• pp.217-228
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• 2003

뇌와 두개골의 조화로운 성장 발육은 성장 중인 두개골과 이 뼈들을 연결하는 두개봉합부들 그리고 발육중인 뇌사이의 일련의 상호작용에 의해 이루어진다. 두개봉합부의 조기융합으로 알려진 craniosynostosis는 이러한 상호균형적인 관계가 파괴될 때 야기될 수 있다. Bone morphogenetic protein의 하나인 Bmp2는 골 각각의 형태와 골격의 상대적인 비례성을 조절하는데 관여하고 있으며, Bmp의 하부 유전자로 알려져 있는 Msx2 homeobox 유전자의 돌연변이는 Boston-type craniosynostosis를 야기한다 이와 함께 Dlx5 homozygote mutant mouse의 표현형은 두개골 골화의 지연을 포함한 다양한 두개안면의 이상을 나타낸다. 이러한 사실들은 Bmp2, Msx2, Dlx5 유전자들이 두개봉합부의 형태발생과정에 중요하게 작용할 수 있음을 시사하고 있다. Mouse 두개봉합부의 초기형태발생과정에 위 유전자들의 기능을 알아보기 위해, 태생기 동안의 시상봉합부에서의 Bmp2, Msx2, Dlx5 유전자들의 발현양상을 in situ hybridization 방법을 이용하여 분석하였다. Bmp2 mRNA는 osteogenic front에서 강하게 발현되었으며, parietal bone의 골막에서도 관찰되었다. Msx2 mRNA는 시상봉합부의 미분화 간엽조직에서 강하게 발현되었으며, osteogenie front 및 dura mater에서도 관찰되었다. Dlx5 mRNA는 osteogenic front와 parietal bone에서 강하게 발현되었다. 두개봉합부에서의 Bmp signaling의 역할을 알아보기 위해 태생 15.5일 mouse의 두개골을 이용하여 in vitro 실험을 시행하였다. Bmp2-soaked beads를 osteogenic fronts에 올려놓고 48시간 기관배양한 결과 BSA 대조군에 비해 Bmp2 beads 주위 조직의 두께와 세포수가 증가하였으며 Msx2와 Dlx5 유전자들의 발현을 유도하였다. 그러나 FGF2 beads주위로는 이들 유전자들의 발현이 관찰되지 않았다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, Bmp2 유전자는 두개골 성장과 두개봉합부의 초기 형태발생을 조절하는데 중요한 역할을 담당하고 있으며, Bmp signaling은 Msx2, Dlx5 유전자들을 조절함으로써 두개골의 골화와 두개봉합부의 유지에 관여하고 있음을 제시해 주고 있다.

• BMB Reports
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• 제50권2호
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• pp.97-102
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• 2017

Patients with inflammatory bone disease or cancer exhibit an increased risk of fractures and delayed bone healing. The S100A4 protein is a member of the calcium-binding S100 protein family, which is abundantly expressed in inflammatory diseases and cancers. We investigated the effects of extracellular S100A4 on osteoblasts, which are cells responsible for bone formation. Treating primary calvarial osteoblasts with recombinant S100A4 resulted in matrix mineralization reductions. The expression of osteoblast marker genes including osteocalcin and osterix was also suppressed. Interestingly, S100A4 stimulated the nuclear factor-kappaB (NF-${\kappa}B$) signaling pathway in osteoblasts. More importantly, the ex vivo organ culture of mouse calvariae with recombinant S100A4 decreased the expression levels of osteocalcin, supporting the results of our in vitro experiments. This suggests that extracellular S100A4 is important for the regulation of bone formation by activating the NF-${\kappa}B$ signaling pathway in osteoblasts.

• 대한소아치과학회지
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• 제26권4호
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• pp.652-663
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• 1999

두개봉합부의 조기융합으로 알려진 Craniosynostosis는 두개봉합부 주위 조직들 사이의 조화로운 상호작용이 파괴되었을 때 야기될 수 있다. 흥미롭게도 FGF receptor들, 특히 FGFR2의 point mutation은 여러 가지 형태의 craniosynostosis 증후군과 연관되어 있어, FGFR가 두개봉합부를 포함한 두개골 성장발달과정에 중요한 유전자임을 시사하고 있다. Mouse 두개봉합부의 초기형태발생시 FGFR 유전자들의 기능을 알아보기위해, in situ hybridization 방법을 이용하여 FGFR2(BEK) 및 골아세포분화의 초기표지자인 osteopontin이, 태생기(E15-18)에서 출생후(P1-P3)까지, 두개골의 시상봉합부에서의 발현양상을 조사하였다. FGFR2(BEK)은 osteogenic fronts에 강하게 발현되었으며, osteopontin은 parietal bone의 exo-, endocranial부위에서 발현되었으나, parietal bone의 성장가장자리인 osteogenic front에서는 관찰되지 않았다. 두개봉합부에서의 FGF-mediated FGFR signaling의 역할을 좀더 심도깊게 조사하기위해 E15.5 mouse의 두개골을 이용하여 in vitro 실험을 시행하였다. 흥미롭게도 osteogenic fronts 및 시상봉합부의 간엽조직 중앙에 FGF2-soaked beads를 점적하여 36시간 기관배양한 결과, bead주위 조직들의 두께 및 세포수가 증가되었으며, osteogenic fronts 상에 FGF4 beads를 올려놓은 경우, 시상두개봉합부 중앙에 점적된 FGF4 beads나 BSA control beads에 비해, 골성장이 촉진되어 시상두개봉합부의 부분적인 소멸을 관찰할 수 있었다. 이와 더불어 FGF2 beads는 osteopontin 및 Msx1 유전자의 발현을 유도하였다. 이 결과들을 종합해 볼 때, FGF-mediated FGFR signaling이 발육중인 두개골과 두개봉합부에서 세포의 증식과 분화의 균형을 조절하는데 중요한 역할을 담당하고 있음을 시사해주고 있으며, 이 과정중 FGF signaling이 osteopontin 및 Msx1 유전자의 발현을 조절하므로써 막내골성장 및 두개봉합부의 유지기전에 기여할 것으로 사료된다.