• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제39권
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• pp.8.1-8.8
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• 2017

Background: For an effective bone graft for reconstruction of the maxillofacial region, an adequate vascular network will be required to supply blood, osteoprogenitor cells, and growth factors. We previously reported that the secretomes of bone marrow-derived mesenchymal stem cells (MSC-CM) contain numerous growth factors such as insulin-like growth factor (IGF)-1, transforming growth factor $(TGF)-{\beta}1$, and vascular endothelial growth factor (VEGF), which can affect the cellular characteristics and behavior of regenerating bone cells. We hypothesized that angiogenesis is an important step for bone regeneration, and VEGF is one of the crucial factors in MSC-CM that would enhance its osteogenic potential. In the present study, we focused on VEGF in MSC-CM and evaluated the angiogenic and osteogenic potentials of MSC-CM for bone regeneration. Methods: Cytokines in MSC-CM were measured by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) were cultured with MSC-CM or MSC-CM with anti-VEGF antibody (MSC-CM + anti-VEGF) for neutralization, and tube formation was evaluated. For the evaluation of bone and blood vessel formation with micro-computed tomography (micro-CT) and for the histological and immunohistochemical analyses, a rat calvarial bone defect model was used. Results: The concentrations of IGF-1, VEGF, and $TGF-{\beta}1$ in MSC-CM were $1515.6{\pm}211.8pg/mL$, $465.8{\pm}108.8pg/mL$, and $339.8{\pm}14.4pg/mL$, respectively. Tube formation of HUVECs, bone formation, and blood vessel formation were increased in the MSC-CM group but decreased in the MSC-CM + anti-VEGF group. Histological findings suggested that new bone formation in the entire defect was observed in the MSC-CM group although it was decreased in the MSC-CM + anti-VEGF group. Immunohistochemistry indicated that angiogenesis and migration of endogenous stem cells were much more abundant in the MSC-CM group than in the MSC-CM + anti-VEGF group. Conclusions: VEGF is considered a crucial factor in MSC-CM, and MSC-CM is proposed to be an adequate therapeutic agent for bone regeneration with angiogenesis.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권6호
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• pp.743-749
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• 2005

식물성 에스트로겐은 에스트로겐의 대체물질로서 골 형성을 촉진하며, 다른 부작용 없이 폐경기 이후 여성의 골다공증 예방에 효과적인 물질로 주목받고 있다. 본 연구에서는 식물성 에스트로겐의 골 형성과 관련된 생리학적 기능을 확인하고자 식물성 에스트로겐인 genistein, daidzein 및 resveratrol을 각각 $10^{-5}$ M 농도로 세포배양액 에 첨가하여 MC3T3-El 골아세포의 증식과 성장에 미치는 효과를 검토 하였다 그 결과 이들은 에스트로겐인 $17\beta$-estradiol과 마찬가지로 MC3T3-El 골아세포의 증식과 성장을 향상시켰으며, daidzein과 resveratrol의 효과는 genistein의 효과보다 큰 것으로 나타났다 골 형성 정도를 판단하는 생화학적 지표로 활용되고 골아세포의 증식과도 밀접한 관계를 가지는 alkaline phosphatase(ALP) 활성 또한 genistein, daidzein 및 resveratrol에 의해 증가하였다. 에스트로겐은 세포성장인자인 IGF-I의 국소적 생산과 분비를 촉진하며 간접적으로 골 대사 촉진 효과를 유도해낼 수 있다고 보고되어 있었지만 식물성 에스트로겐의 투여에 의해 IGF-I의 농도가 증가하였다는 보고는 없었다. 그러나 본 실험 결과, 식물성 에스트로겐인 genistein, daidzein 및 resveratrol은 IGF-I의 단백질과 mRNA 수준을 증가시키는 것으로 나타났다. 이상의 연구결과들은 식물성 에스트로겐의 골 형성 촉진 효과를 증명하는 것으로서 이들의 유용한 약리학적 기능을 뒷받침하는 하나의 근거로 활용될 수 있으리라 사료된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권1호
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• pp.50-56
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• 2012

Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계는 세포의 분화와 증식, 기관의 발생과 조절을 담당하는 중요한 세포내 신호전달체계이다. 발생과정에서 Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계의 작용이 지방세포로의 분화를 억제하고 조골세포와 신경세포로의 분화는 촉진한다는 많은 연구들이 보고되어 있으며, 현재 Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계의 조절을 통한 여러 질병의 치료와 예방에 대한 관심이 대두되고 있다. 본 연구에서는 세포를 기반으로 한 초고속 저분자 스크리닝 시스템을 이용하여 Wnt의 상승제인 silybin을 발굴하였다. silybin은 Wnt가 존재 않을 경우에는 ${\beta}$-catenin 단백질의 수준에 영향을 미치지 않지만 Wnt가 존재할 경우, mRNA 발현양의 변화 없이 세포질내의 ${\beta}$-catenin 단백질의 수준을 증가시킨다. 또한 silybin에 의해 증가된 ${\beta}$-catenin으로 인해 지방세포분화에 중요한 전사인자라고 알려진 PPAR-${\gamma}$와 C/EBP-${\alpha}$의 발현을 억제한다. 따라서 이 연구에서는 silybin이 세포질내 ${\beta}$-catenin 단백질의 수준을 증가시킴으로써 Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계를 활성한다는 사실을 제시하였다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제46권4호
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• pp.561-571
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• 2022

Background: Ginsenoside Rb1 (GRb1) is capable of regulating lipid and glucose metabolism through its action on adipocytes. However, the beneficial role of GRb1-induced up-regulation of adiponectin in liver steatosis remains unelucidated. Thus, we tested whether GRb1 ameliorates liver steatosis and insulin resistance by promoting the expression of adiponectin. Methods: 3T3-L1 adipocytes and hepatocytes were used to investigate GRb1's action on adiponectin expression and triglyceride (TG) accumulation. Wild type (WT) mice and adiponectin knockout (KO) mice fed high fat diet were treated with GRb1 for 2 weeks. Hepatic fat accumulation and function as well as insulin sensitivity was measured. The activation of AMPK was also detected in the liver and hepatocytes. Results: GRb1 reversed the reduction of adiponectin secretion in adipocytes. The conditioned medium (CM) from adipocytes treated with GRb1 reduced TG accumulation in hepatocytes, which was partly attenuated by the adiponectin antibody. In the KO mice, the GRb1-induced significant decrease of TG content, ALT and AST was blocked by the deletion of adiponectin. The elevations of GRb1-induced insulin sensitivity indicated by OGTT, ITT and HOMA-IR were also weakened in the KO mice. The CM treatment significantly enhanced the phosphorylation of AMPK in hepatocytes, but not GRb1 treatment. Likewise, the phosphorylation of AMPK in liver of the WT mice was increased by GRb1, but not in the KO mice. Conclusions: The up-regulation of adiponectin by GRb1 contributes to the amelioration of liver steatosis and insulin resistance, which further elucidates a new mechanism underlying the beneficial effects of GRb1 on obesity.

• BMB Reports
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• 제55권2호
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• pp.81-86
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• 2022

Macrophages are a major cellular component of innate immunity and are mainly known to have phagocytic activity. In the tumor microenvironment (TME), they can be differentiated into tumor-associated macrophages (TAMs). As the most abundant immune cells in the TME, TAMs promote tumor progression by enhancing angiogenesis, suppressing T cells and increasing immunosuppressive cytokine production. N-myc downstream-regulated gene 2 (NDRG2) is a tumor suppressor gene, whose expression is down-regulated in various cancers. However, the effect of NDRG2 on the differentiation of macrophages into TAMs in breast cancer remains elusive. In this study, we investigated the effect of NDRG2 expression in breast cancer cells on the differentiation of macrophages into TAMs. Compared to tumor cell-conditioned medium (TCCM) from 4T1-mock cells, TCCM from NDRG2-over-expressing 4T1 mouse breast cancer cells did not significantly change the morphology of RAW 264.7 cells. However, TCCM from 4T1-NDRG2 cells reduced the mRNA levels of TAM-related genes, including MR1, IL-10, ARG1 and iNOS, in RAW 264.7 cells. In addition, TCCM from 4T1-NDRG2 cells reduced the expression of TAM-related surface markers, such as CD206, in peritoneal macrophages (PEM). The mRNA expression of TAM-related genes, including IL-10, YM1, FIZZ1, MR1, ARG1 and iNOS, was also downregulated by TCCM from 4T1-NDRG2 cells. Remarkably, TCCM from 4T1-NDRG2 cells reduced the expression of PD-L1 and Fra-1 as well as the production of GM-CSF, IL-10 and ROS, leading to the attenuation of T cell-inhibitory activity of PEM. These data showed that compared with TCCM from 4T1-mock cells, TCCM from 4T1-NDRG2 cells suppressed the TAM differentiation and activation. Collectively, these results suggest that NDRG2 expression in breast cancer may reduce the differentiation of macrophages into TAMs in the TME.

• International Journal of Stem Cells
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• 제16권1호
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• pp.52-65
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• 2023

Background and Objectives: Epithelial-Mesenchymal transition (EMT) is one of the origins of myofibroblasts in renal interstitial fibrosis. Mesenchymal stem cells (MSCs) alleviating EMT has been proved, but the concrete mechanism is unclear. To explore the mechanism, serum-free MSCs conditioned medium (SF-MSCs-CM) was used to treat rat renal tubular epithelial cells (NRK-52E) fibrosis induced by transforming growth factor-β1 (TGF-β1) which ameliorated EMT. Methods and Results: Galectin-3 knockdown (Gal-3 KD) and overexpression (Gal-3 OE) lentiviral vectors were established and transfected into NRK-52E. NRK-52E fibrosis model was induced by TGF-β1 and treated with the SF-MSCs-CM for 24 h after modelling. Fibrosis and autophagy related indexes were detected by western blot and immunocytochemistry. In model group, the expressions of α-smooth muscle actin (α-SMA), fibronectin (FN), Galectin-3, Snail, Kim-1, and the ratios of P-Akt/Akt, P-GSK3β/GSK3β, P-PI3K/PI3K, P-mTOR/mTOR, TIMP1/MMP9, and LC3B-II/I were obviously increased, and E-Cadherin (E-cad) and P62 decreased significantly compared with control group. SF-MSCs-CM showed an opposite trend after treatment compared with model group. Whether in Gal-3 KD or Gal-3 OE NRK-52E cells, SF-MSCs-CM also showed similar trends. However, the effects of anti-fibrosis and enhanced autophagy in Gal-3 KD cells were more obvious than those in Gal-3 OE cells. Conclusions: SF-MSCs-CM probably alleviated the EMT via inhibiting Galectin-3/Akt/GSK3β/Snail pathway. Meanwhile, Gal-3 KD possibly enhanced autophagy via inhibiting Galectin-3/Akt/mTOR pathway, which synergistically ameliorated renal fibrosis. Targeting galectin-3 may be a potential target for the treatment of renal fibrosis.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.519-526
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• 2023

본 연구는 마우스 대식세포 유래 Raw264.7 세포주에서 황기와 산초 1:1 혼합물(AZM-1:1)의 면역 증진 효능을 탐색하였다. Raw264.7 세포에 100-400 ㎍/mL의 A ZM-1:1 처치는 세포 생존율의 변화 없이 inducible nitric oxide synthase mRNA의 발현 증가와 함께 nitric oxide의 생성을 통계적으로 유의하게 증가시켰다. 더불어 A ZM-1:1은 처치 농도 의존적으로 cyclooxygenase-2 mRNA의 유도와 함께 세포 배양액 중 prostaglandin E₂의 함량을 증가시켰다. 또한, AZM-1:1은 tumor necrosis factor-α, interleukin-1β, interleukin-6 및 monocyte chemoattractant protein-1의 전사를 촉진하였다. Immunoblot 분석을 통하여 AZM-1:1은 mitogen-activated protein kinase의 인산화를 증가시키고, inhibitory-κBα의 인산화를 매개한 분해를 촉진하며, p65의 인산화를 증가시킬 수 있음을 확인하였다. AZM-1:1의 처치는 녹색 형광으로 표지된 대장균 파편의 탐식작용을 촉진하였다. 따라서, 이상의 결과는 A ZM-1:1가 대식세포를 포함한 내재면역을 증진시키는 기능성 식의약 소재가 될 수 있음을 나타낸다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제10권1호
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• pp.63-73
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• 2006

간질환 환자의 대부분은 간 조직 손상으로 인해 간세포의 재생 능력이 감소한다. 간세포 이식은 이러한 간질환을 치료하는데 있어 혁신적인 방법으로 대두되고 있으나, 여전히 많은 의문과 문제점이 제기되고 있다. 사람의 양막으로부터 얻은 줄기 세포를 이용하여 간세포 분화를 위한 최적의 조건을 알아 보고자 하였다. 세포내 알부민에 대한 면역 화학적 방법, 세포내 글리코겐의 특이 염색법, 세포의 형태적 변화 연구 방법 등을 이용하여 여러가지 배양 조건을 조사한 결과, 배양 접시를 fibronectin으로 coating하고 배양액내에 insulin/transferrin/selenium(ITS)을 첨가하는 것이 양막 줄기세포의 간세포로의 분화에 효과적이었다. 또한 배양액내에 fibroblast growth factor(FGF)-1과 FGF-2를 함께 첨가하는 것이 둘 중 하나만 첨가하거나 첨가하지 않는 것보다 효과적이었다. 한편 분화 배양은 한가지 배양액을 사용한 지속적인 배양법(continuous culture method)보다 배양 조건을 달리하여 두 단계로 배양하는 2단계 배양법(two-step culture method)가 훨씬 효과적이었다. 마지막으로, 기본 배양액에 FGF-2와 FGF-4를 첨가한 조건과 FGF-4와 $TGF-{\alpha}$를 첨가한 조건이 다른 조건 보다 알부민 분비를 많이 하는 것으로 보아 FGF-4가 간세포 분화 과정에 중요한 역할을 하는 것으로 여겨지며 FGF-2 및 $TGF-{\alpha}$ 첨가는 더욱 효과적인 배양 조건으로 관찰되었다. 따라서, 양막에서 유래한 성체 줄기 세포는 적절한 배양 조건이 주어질 때, 간세포로 분화가 가능하며, 분화 과정에서 FGF-4가 주도적인 역할을 하며 FGF-2와 $TGF-{\alpha}$는 상승 효과를 갖는 것으로 사료된다.

• 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.

• 한국식품영양과학회지
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• 제40권3호
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• pp.385-392
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• 2011

Glyceraldehyde를 이용하여 제조된 AGEs 화합물(glycer-AGEs)을 단구세포인 THP-1, 혈관내피세포인 HUVEC 및 이 두 세포가 동시에 배양된 system에서 100 ${\mu}g/mL$로 처리 후 24시간까지 처리시간을 달리하여 처리하였다. 배양시간 동안 각 세포와 배양액을 회수하여 TNF-$\alpha$와 IL-1$\beta$의 발현을 mRNA 수준에서 조사하였다. 그 결과, THP-1의 경우 배양 2시간에서 TNF-$\alpha$나 IL-1$\beta$의 mRNA 발현이 대조구에 비해 증가되었으나 혈관내피세포인 HUVEC의 경우에는 24시간 배양하는 동안 유의적인 차이가 없었다. 그러나 두세포를 동시에 배양한 system에서 혈관내피세포인 HUVEC의 경우에는 배양 4시간에서 대조구보다 TNF-$\alpha$의 발현은 4.4배, IL-1$\beta$의 경우 5.5배 정도 증가되는 것을 확인할 수 있었다. TNF-$\alpha$와 IL-1$\beta$의 배지 내에서의 농도를 측정해 본 결과, THP-1만 배양한 경우 대조구의 배지 내 TNF-$\alpha$ 함량이 배양 6시간에 98.2 pg/mL로 대조구 53.8 pg/mL보다 증가하였으며 HUVEC의 경우 배양 8시간에 93.3 pg/mL로 증가하였다. 그러나 co-culture의 경우 배양 4시간부터 증가하여 배양 8시간에 199.2 pg/mL로 증가하였다. RAGE는 TNF-$\alpha$와 IL-1$\beta$의 발현 pattern과 다르게 단독 및 co-culture에서 배양 16시간에 대조구에 비해 각각 1.6배, 24시간에 1.9배 증가하였다. 따라서 본 연구 결과 최종당화산물에 의해 혈관내피세포의 기능상실의 연구에 있어 co-culture조건이 유용하며, 특히 mRNA 수준에서는 4시간에, protein 수준에서는 8시간에 효능을 측정하면 유효성 있는 연구 성과를 얻을 있을 것으로 예측할 수 있었다.