• 제목/요약/키워드: osteoclast precursors

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Interleukin-10 이 $interleukin-1{\beta}$로 유도되는 골흡수에 미치는 효과 (EFFECT OF INTERLEUKIM-10 ON THE BONE RESORPTION INDUCED BY INTERLEUKIN-1B)

  • 유윤정;강윤선;이승일
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제24권2호
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    • pp.321-339
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    • 1994
  • The cytokines released by osteoblasts induce bone resorption via the differentiation of osteoclast precursors. In this process, $interleukin-1{\beta}$($IL-1{\beta}$)-induced bone resorption is mediated by granulocyte macrophage-colony stimulation factor(GM-CSF), interleukin-6 (IL-6), and tumor necrosis factor ${\alpha}$($TNF-{\alpha}$) released from osteoblasts. Since these cytokines (GM-CSF, IL-6, $TNF-{\alpha}$) are produced by not only osteoblasts but also monocytes, and interleukin-10(I1-10) inhibits the secretion of these cytokines from monocytes, it may be speculated that IL 10 could modulate the production of GM-CSF, IL-6, and $TNF-{\alpha}$ by osteoblasts, then control $IL-1{\beta}-induced$ bone resorption. Therefore, the aims of the present study were to examine the effects of IL-10 on bone resorption. The sixten or seventeen-day pregnant ICR mice were injected with $^{45}Ca$ and sacrificed one day after injection. Then fetal mouse calvaria prelabeled with $^{45}Ca$ were dissected out. In order to confirm the degree of bone resorption, mouse calvaria were treated with Lipopolysaccharide(LPS), $TNF-{\alpha}$, $IL-1{\alpha}$, IL-8, $IL-1{\beta}$, and $IL-1{\alpha}$, Then, IL-10 and $interferon-{\gamma}$ ($IFN-{\gamma}$) were added to calvarial medium, in an attempt to evaluate the effect of $IL-1{\beta}-induced$ bone resorption. In addition, osteoclasts formation in bone marrow cell cultures, and the concentration of IL-6, $TNF-{\alpha}$, and GM-CSF produced from mouse calvarial cells were investigated in response to $IL-1{\beta}$ alone and simultaneously adding f $IL-1{\beta}$ and IL-10. The degree of bone resorption was expressed as the ratio of $^{45}Ca$ release(the treated/the control). The osteoclasts in bone marrow cultures were indentified by tartrate resistant acid phosphatase(TRAP) stain and the concentration of the cytokines was quantified using enzyme linked immunosorbent method. As results of these studies, bone resorption was induced by LPS(1 ng/ml ; the ratio of $^{45}Ca$ release, $1.14{\pm}0.07$). Also $IL-1{\beta}$(1 ng/ml), $IL-1{\alpha}$(1 ng/ml), and $TNF-{\alpha}$(1 ng/ml) resulted in bone resorption(the rations of $^{45}Ca$ release, $1.61{\pm}0.26$, $1.77{\pm}0.03$, $1.20{\pm}0.15$ respectively), but IL-8 did not(the ratio of $^{45}Ca$ release, $0.93{\pm}0.21$). The ratios of $^{45}Ca$ release in response to IL-10(400 ng/ml) and $IFN-{\gamma}$(100 ng/ml) were $1.24{\pm}0.12$ and $1.08{\pm}0.04$ respectively, hence these cytokines inhibited $IL-1{\beta}$(1 ng/ml)-induced bone resorption(the ratio of $^{45}Ca$ release $1.65{\pm}0.24$). While $IL-1{\beta}$(1 ng/ml) increased the number of TRAP positive multinulcleated cells in bone marrow cultures($20{\pm}11$), simultaneously adding $IL-1{\beta}$(1 ng/ml) and IL-10(400 ng/ml) decreased the number of these cells($2{\pm}2$). Nevertheless, IL-10(400 ng/ml) did not affect the IL-6, GM-CSF, and $TNF-{\alpha}$ secretion from $IL-1{\beta}$(1 ng/ml)-activated mouse calvarial cells. From the above results, it may be suggested that IL-10 inhibites $IL-1{\beta}-induced$ osteoclast differntiation and bone resorption. However, the inhibitory effect of IL-10 on the osteoclast formation seems to be mediated not by the reduction of IL-6, GM-CSF, and $TNF-{\alpha}$ production, but by other mechanisms.

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Lipopolysaccharide가 파골세포 전구세포의 이동에 미치는 영향 (The effect of lipopolysaccharide on the migration of osteoclast precursors)

  • 이희영;이대실;차정헌;유윤정
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제37권1호
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    • pp.23-33
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    • 2007
  • 파골세포에 의한 골흡수는 1) 혈관을 통한 파골세포 전구세포의 골표면 이동 및 2) 골표면에서 파골세포 전구세포로부터 파골세포 분화 두 단계를 거쳐 일어난다. Stromal cell derived factor $(SDF)-1{\alpha}$ 는 파골세포 전구세포의 화학주성인자이며 matrix metalloproteinase (MMP)-9는 파골세포 전구세포의 이동에 관여하는 단백 분해효소이다. 파골세포 전구세포의 골표면 이동에 있어서 LPS의 역할을 규명하기 위하여 E. coli 및 Actinobacillus actinomycetecomitans LPS의 1) 파골세포 전구세포 유도능, 2) LPS에 의한 파골세포 전구세포의 이동에 있어서 MMP 및 $SDF-1{\alpha}$ 의 관련성을 평가하였다. LPS에 의한 차골세포 전구세포의 RAW 세포의 이동은 matrigel 또는 type I collagen을 도포한 transwell을 이용하여 평가하였으며 MMP-9 및 $SDF-1{\alpha}$ 의 발현은 RT=PCR 또는 ELISA로 평가하였다. 각 세균의 LPS는 matrigel 또는 type I collagen을 통한 파골세포 전구세포의 이동을 증가시켰다. MMP 억제제는 각 세균의 LPS에 의한 파골세포 전구세포의 이동을 억제하였다. LPS는 파골세포 전구세포의 MMP-9의 발현을 증가시켰다. 각 세균의 LPS는 마우스 두개골에서 분리한 조골세포의 $SDF-1{\alpha}$ 의 발현을 증가시켰다. $SDF-1{\alpha}$ 을 함유한 LPS 처리 조골세포 배양상층액은 파골세포 전구세포의 이동을 증가시켰으며 anti $SDF-1{\alpha}$ Ab는 LPS처리 세포 배양상층액에 의한 파골세포 전구세포의 이동을 억제하였다. 이들 결과는 LPS가 파골세포 전구세포에서는 MMP-9을 조골세포에서는 $SDF-1{\alpha}$ 의 발현을 증가시켜 파골세포 전구세포의 이동을 촉진 시킬 수 있음을 시사한다.

치아발육시기에서의 RANKL 및 OPG의 발현 양상 (The expression patterns of RANKL and OPG in murine tooth eruption)

  • 황경문;김은정;김영진;남순현;김현정
    • 대한소아치과학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.290-303
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    • 2006
  • 치아의 맹출은 치아기 (dental organ)와 치조골의 세포와 연관된 매우 복잡한 과정이다. 우선 치아 맹출이 일어나기 전에 파골세포가 치낭으로 집결하게 된다. 이러한 치낭의 역할은 파골세포와 조골세포의 상호작용으로 이루어지는 골개조와 밀접한 관련이 있는데 이는 치아 맹출과 연관된 많은 유전자들이 치낭에서 발현되기 때문이다. RANKL는 TNF ligand family로써 조골세포에 존재하며 파골세포의 형성 및 전구세포로 부터의 활성화를 유도한다. 이러한 RANKL는 OPG에 의해 그 작용이 억제되며 RANKL와 OPG의 상대적인 비율이 파골세포의 형성에 영향을 미친다. 또한 Runx2 유전자의 변이는 조골세포의 분화와 활성 에 차질을 가져오고 결국 RANKL/OPG pathway를 통해 파골세포 형성에 영향을 줄 수 있다. 치아의 발육 및 맹출에 미치는 RANKL및 OPG의 영향을 알아보고 Runx2와의 연관성을 알아보기 위해 in situ hybridization방법으로 태생 1, 3, 5, 7, 9, 11일된 쥐의 하악 및 제1대구치를 사용하여 실험을 실시한 결과 RANKL, OPG, Runx2의 mRNA가 태생 1일부터 11일까지 치낭 및 치아주위조직에 특성 있게 나타났다. 이중 태생 5일에서 9일 사이에 RANKL 및 Runx2는 치아의 교합면측과 하방 치조골 부위의 발현이 강하게 나타난 반면 OPG는 약한 발현을 보였다. 이는 또한 파골세포의 활성부위를 알아보기 위해 TRAP염색을 실시하여 태생 5일에서 9일 사이에 최대의 활성화를 나타낸 결과와 연관성 있게 나타났다. RANKL, OPG, Runx2의 특성 있는 발현양상들을 종합해 볼 때, 치아 맹출은 치낭, 치아기, 치조골 사이의 상호 작용을 통해 이루어지며, 이는 치낭이 치아 맹출에 있어서 매우 중요하다는 것을 의미한다. 또한, 이러한 유전자들 (RANKL, OPG, Runx2) 이 치아의 맹출에 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다.

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