• 한국식품영양과학회지
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• 제39권1호
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• pp.64-70
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• 2010

본 연구는 MC3T3-E1 조골 전구세포에 대두추출물을 처리 후 그 조건배양액에서 파골세포분화 관련 국소인자 중파골세포분화 촉진인자(IL-$\beta$, IL-6, RANKL, TNF-$\alpha$, M-CSF) 및 파골세포로의 분화억제에 관여하는 국소인자인 OPG의 발현변화를 조골세포 조건배양액에서 살펴보았으며, 이 조골세포 조건배양액을 RAW264.7 파골전구세포에 처리 시 파골세포로의 분화를 억제정도를 TRAP 염색 및 관련 분화 지표의 발현을 통해 알아보았다. 대두추출물 처리한 조골세포 조건배양액에서 OPG의 발현이 농도 의존적으로 현저히 증가하였다. 그러나 강력한 파골세포 분화촉진인자로 알려진 IL-1$\beta$의 발현 역시 고농도의 대두추출물 처리 시 현저히 증가하여 고농도의 대두추출물을 처리한 CM 처리 시 TRAP 염색된 일부 파골세포를 확인하였고, 파골세포분화 관련지표인 MMP-9의 발현 또한 저농도 대두 추출물을 처리한 CM 처리에 비해 증가하였다. 이는 저농도의 대두추출물이 고농도의 대두추출물에 비해 파골세포분화억제에 효과적임을 의미하나, 추후 파골세포수준에서 분화억제 관련 기전연구가 필요할 것으로 생각되어진다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제37권8호
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• pp.992-997
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• 2008

본 연구는 MC3T3-E1 조골전구세포에 실크피브로인 처리 시 파골세포분화 관련 국소인자 중 파골세포로의 분화를 강력히 유도하는 IL-$1{\beta}$의 발현 및 파골세포로의 분화억제에 관여하는 국소인자인 OPG의 발현변화를 조골세포 조건 배양액에서 살펴보았으며, 이 조골세포 조건배양액을 RAW264.7 파골전구세포에 처리 시 파골세포로의 분화를 억제하는지를 알아보았다. 조골세포 조건배양액에서 OPG의 발현은 농도별($0.001\;mg/mL{\sim}0.1\;mg/mL$) 실크피브로인 처리 시 $86%{\sim}100%$로 양성대조군(+C)과 유의적 차이가 없었다. 그러나 IL-$1{\beta}$의 발현은 0.1 mg/mL 실크피브로인 처리 시 양성대조군(+C)의 1.8% 수준으로 그 발현을 현저히 억제 하였다. 조골세포조건배양액을 처리한 RAW264.7 세포의 파골세포로의 분화정도는 농도 의존적으로 현저히 감소 하였다. 특히, 0.1 mg/mL의 실크피브로인을 처리한 조골세포 조건배양액 처리 시 파골세포로 분화하지 않은 음성대조군(-RANKL) 수준으로 파골세포 분화를 현저히 억제한 것은 OPG의 발현 증가가 아닌 IL-$1{\beta}$의 발현 억제에 의한 것으로 사료되며, 추후 연구를 통해 관련 기전의 연구가 필요할 것으로 생각되어진다.

• 한국약용작물학회:학술대회논문집
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• 한국약용작물학회 2008년도 추계학술발표회
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• pp.449-450
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• 2008

• 대한치과보철학회지
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• 제42권2호
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• pp.175-191
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• 2004

Statement of problem: Platelet-rich plasma(PRP) is well known to be very effective method to stimulate and accelerate the healing of bone and soft tissue. However, there are few reports which deal with the mechanisms of the PRP on the activation of the osteoblasts. Purpose: This study was aimed to investigate the effect of growth factors in PRP on the activity of osteoblasts. Material and method: To evaluate the effect on human, human osteoblast cell line was cultured. PRP was extracted from the blood of a healthy volunteer. Using the recombinant growth factors of PDGF, $TGFT-\beta$, IGF-1, bFGF which are mainly found at bone matrix and their neutralizing antibody, the effect of PRP on the attachment and proliferation of osteoblasts was evaluated. To evaluate the autocrine and paracrine effects, conditioned media(CM) of PRP was made and compared with PRP. By the western blot analysis, the expression of growth factors in PRP, CM was examined. Cell morphology was compared by the light microscope. Results : 1) The effects of CM on osteoblast were similar to the effects of PRP. 2) PRP, CM, recombinant $TGF-\beta$, bFGF, IGF-1 showed significantly higher cellular attachment than control(p<0.05) in the cell attachment assay. In the cell proliferation assay, PRP, CM, recombinant $TGF-\beta$, IGF-1, bFGF, PDGF increased significantly cell proliferation(p<0.01). Among the recombinant growth factors, IGF-1 showed the highest cellular attachment and proliferation. 3) In the western blot assay, bFGF, IGF-1, PDGF weve equally expressed in PRP and CM. 4) The attachment of osteoblast cell decreased significantly after the addition of neutralizing antibody against $TGF-\beta$, IGF-1(p<0.05). In the cell proliferation assay, the addition of neutralizing antibody against $TGF-\beta$, bFGF, PDGF, IGF-1 decreased significantly the cellular proliferation(p<0.05). The amount of decreasing in the cell attachment and proliferation is the highest in at-lGF-1. 5) The cells in control group were flattened and elongated with a few cellular processes in the a light microscope. But, the cells appeared as spherical, plump cells with well developed cellular processes in experimental groups. The cells in PRP and CM had more prominent developed features than recombinant growth factor groups. Conclusions : These findings imply that PRP maximize the cellular activity in early healing period using the synergistic effect, autocrine, paracrine effects of growth factors and increase the rate and degree of bone formation.

• 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.

• BMB Reports
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• 제47권10호
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• pp.587-592
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• 2014

We investigated the effects of ${\beta}$-adrenergic activation on bone marrow adiposity and on adipogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs). C57BL/6 mice were subjected to a control (CON), high calorie (HIGH) or low calorie (LOW) diet for 12 weeks. In each group, mice were treated with vehicle (VEH) or propranolol. The number of adipocytes per area bone marrow was increased in LOWVEH and HIGHVEH mice compared with CONVEH mice, which was attenuated by propranolol. Isoproterenol increased lipid droplet accumulation and adipogenic marker gene expression in 3T3-L1 preadipocytes and mouse BMSCs, which were blocked by propranolol. Conditioned medium obtained from MC3T3-E1 osteoblasts suppressed adipogenic differentiation of 3T3-L1 cells, which was significantly attenuated by treatment of MC3T3-E1 cells with isoproterenol. These data suggest that ${\beta}$-adrenergic activation enhances bone marrow adipogenesis via direct stimulation of BMSCs adipogenesis and indirect inhibition of osteoblast anti-adipogenic potential.

• 대한한의학회지
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• 제25권4호
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• pp.15-25
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• 2004

Objective : We studied the effect of Bambusae concretio Silicea (BCS) on bone metabolism. Methods : At first, we treated PTH, 1,25(OH)₂D₃, mononuclear cell conditioned medium (MCM) and IL-1 to osteoblast cells derived from mouse calvarial bone explants in vitro, and then investigated the activities of collagenolysis and bone resorption factors. Results : BCS extracts have no cytotoxicities in concentrations of 1-150 ㎍/ml. BCS had protective activity against PTH (5 units/ml), MCM (5%, v/v), 1,25(OH)₂D₃ (20 ng/ml), IL-1α(2 ng/ml) and IL-1β, (1 ng/ml)-induced collagenolysis in the mouse calvarial cells. And, pretreatment of BCS for 1 hr significantly reduced the collagenolysis. Furthermore, it was much more expressed at 16 hrs after BCS (50 ㎍/ml)-pretreatment. And, BCS significantly protected against enhanced collagenolysis induced by IL-1α and IL-1β. Conclusion : BCS extracts inhibited the bone resorption in mouse calvarial bone cell;, thus BCS could be used clinically for bone diseases.

• International Journal of Oral Biology
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• 제33권4호
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• pp.179-186
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• 2008

Several lines of evidence suggest that osteocytes play a critical role in bone remodeling. Both healthy and apoptotic osteocytes can send signals to other bone surface cells such as osteoblasts, osteoclasts, osteoclast precursors, and bone lining cells through canalicular networks. Osteocytes responding to mechanical strain may also send signals to other cells. To determine the role for osteocytes an mechanical strain in bone remodeling, we examined the effects of fluid flow shear stress on osteoclast precursor cell and osteoblast proliferation and recruitment induced by osteocytes. In addition, the effects of fluid flow shear stress on osteocyte M-CSF, RANKL, and OPG mRNA expression were also examined. MLO-Y4 cells were used as an in vitro model for osteocytes, RAW 264.7 cells and MOCP-5 cells as osteoclast precursors, and 2T3 cells as osteoblasts. MLO-Y4 cells conditioned medium (Y4-CM) was collected after 24h culture. For fluid flow experiments, MLO-Y4 cells were exposed to 2h of pulsatile fluid flow (PFF) at 2, 4, 8, $16{\pm}0.6\;dynes/cm^2$ using the Flexcell $Streamer^{TM}$ system. For proliferation assays, MOCP-5, RAW 264.7, and 2T3 cells were cultured with control media or 10-100% Y4 CM. Cells were cultured for 3d, and then cells were counted. RAW 264.7 and 2T3 cell migration was assayed using transwells with control media or 10-100% Y4-CM. M-CSF, RANKL and OPG in MLO-Y4 mRNA expression was determined by semiquantitative RT-PCR. Y4-CM increased osteoclast precursor proliferation and migration, but decreased 2T3 cell proliferation and migration. CM from MLO-Y4 cells exposed to PFF caused decreased RAW 267.4 cell proliferation and migration and 2T3 migration compared to control Y4-CM. However, Y4-CM from cells exposed to PFF had no effect on 2T3 osteoblastic cell proliferation. PFF decreased RNAKL mRNA and increased OPG mRNA in MLO-Y4 cells compared to control(without PFF). PFF had no effect on M-CSF mRNA expression in MLO-Y4 cells. These results suggest that osteocytes can regulate bone remodeling by communication with osteoclast precursors and osteoblasts and that osteocytes can communicate mechanical signals to other cells.

• Experimental and Molecular Medicine
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• 제50권11호
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• pp.2.1-2.16
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• 2018

Supplementation of mesenchymal stem cells (MSCs) at sites of bone resorption is required for bone homeostasis because of the non-proliferation and short lifespan properties of the osteoblasts. Calcium ions ($Ca^{2+}$) are released from the bone surfaces during osteoclast-mediated bone resorption. However, how elevated extracellular $Ca^{2+}$ concentrations would alter MSCs behavior in the proximal sites of bone resorption is largely unknown. In this study, we investigated the effect of extracellular $Ca^{2+}$ on MSCs phenotype depending on $Ca^{2+}$ concentrations. We found that the elevated extracellular $Ca^{2+}$ promoted cell proliferation and matrix mineralization of MSCs. In addition, MSCs induced the expression and secretion of osteopontin (OPN), which enhanced MSCs migration under the elevated extracellular $Ca^{2+}$ conditions. We developed in vitro osteoclast-mediated bone resorption conditions using mouse calvaria bone slices and demonstrated $Ca^{2+}$ is released from bone resorption surfaces. We also showed that the MSCs phenotype, including cell proliferation and migration, changed when the cells were treated with a bone resorption-conditioned medium. These findings suggest that the dynamic changes in $Ca^{2+}$ concentrations in the microenvironments of bone remodeling surfaces modulate MSCs phenotype and thereby contribute to bone regeneration.

• 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.