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.
Kim, Eun Ji;Jung, Jae In;Jeon, Young Eun;Lee, Hyun Sook
Nutrition Research and Practice
/
제15권5호
/
pp.579-590
/
2021
BACKGROUND/OBJECTIVES: Petasites japonicus Maxim (P. japonicus) has been used as an edible and medicinal plant and contains many bioactive compounds. The purpose of this study is to investigate the effect of P. japonicus on osteogenesis. MATERIALS/METHODS: The leaves and stems of P. japonicus were separated and extracted with hot water or ethanol, respectively. The total phenolic compound and total polyphenol contents of each extract were measured, and alkaline phosphatase (ALP) activity of each extract was evaluated to determine their effect on bone metabolism. To investigate the effect on osteoblast differentiation of the aqueous extract of P. japonicus leaves (AL), which produced the highest ALP activity among the tested extracts, collagen content was measured using the Sirius Red staining method, mineralization using the Alizarin Red S staining method, and osteocalcin production through enzyme-linked immunosorbent assay analysis. Also, real-time reverse transcription polymerase chain reaction was performed to investigate the mRNA expression levels of Runt-related transcriptional factor 2 (Runx2) and Osterix. RESULTS: Among the 4 P. japonicus extracts, AL had the highest values in all of the following measures: total phenolic compounds, total polyphenols, and ALP activity, which is a major biomarker of osteoblast differentiation. The AL-treated MC3T3-E1 cells showed significant increases in induced osteoblast differentiation, collagen synthesis, mineralization, and osteocalcin production. In addition, mRNA expressions of Runx2 and Osterix, transcription factors that regulate osteoblast differentiation, were significantly increased. CONCLUSIONS: These results suggest that AL can regulate osteoblasts differentiation, at least in part through Runx2 and Osterix. Therefore, it is highly likely that P. japonicus will be useful as an alternate therapeutic for the prevention and treatment of osteoporosis.
Su-Kang Kong;Byung Soo Kim;Sae Mi Hwang;Hyune Hwan Lee;Il Yup Chung
IMMUNE NETWORK
/
제16권3호
/
pp.176-182
/
2016
CCR3 is a chemokine receptor that mediates the accumulation of allergic inflammatory cells, including eosinophils and Th2 cells, at inflamed sites. The regulatory sequence of the CCR3 gene, contains two Runt-related transcription factor (RUNX) 1 sites and two PU.1 sites, in addition to a functional GATA site for transactivation of the CCR3 gene. In the present study, we examined the effects of the cis-acting elements of RUNX1 and PU.1 on transcription of the gene in EoL-1 eosinophilic cells and Jurkat T cells, both of which expressed functional surface CCR3 and these two transcription factors. Introduction of RUNX1 siRNA or PU.1 siRNA resulted in a modest decrease in CCR3 reporter activity in both cell types, compared with transfection of GATA-1 siRNA. Cotransfection of the two siRNAs led to inhibition in an additive manner. EMSA analysis showed that RUNX1, in particular, bound to its binding motifs. Mutagenesis analysis revealed that all point mutants lacking RUNX1- and PU.1-binding sites exhibited reduced reporter activities. These results suggest that RUNX1 and PU.1 participate in transcriptional regulation of the CCR3 gene.
Runt-related transcription factor 2 (RUNX2) is a key transcription factor for bone formation and osteoblast differentiation. Various signaling pathways and mechanisms that regulate the expression and transcriptional activity of RUNX2 have been thoroughly investigated since the involvement of RUNX2 was first reported in bone formation. As the regulation of Runx2 expression by extracellular signals has recently been reviewed, this review focuses on the regulation of post-translational RUNX2 activity. Transcriptional activity of RUNX2 is regulated at the post-translational level by various enzymes including kinases, acetyl transferases, deacetylases, ubiquitin E3 ligases, and prolyl isomerases. We describe a sequential and linear causality between post-translational modifications of RUNX2 by these enzymes. RUNX2 is one of the most important osteogenic transcription factors; however, it is not a suitable drug target. Here, we suggest enzymes that directly regulate the stability and/or transcriptional activity of RUNX2 at a post-translational level as effective drug targets for treating bone diseases.
Purpose: Runx2 (runt-related transcription factor 2), a bone-specific transcription factor, is a key regulator of osteoblast differentiation and its expression is induced by the activation of BMP-2 signaling. This study examined whether zinc modulates BMP-2 signaling and therefore stimulates Runx2 and osteoblast differentiation gene expression. Methods: Two osteoblastic MC3T3-E1 cell lines (subclones 4 as a high osteoblast differentiation and subclone 24 as a low osteoblastic differentiation) were cultured in an osteogenic medium (OSM) as the normal control, Zn-($1{\mu}M$ Zn) or Zn+($15{\mu}M$ Zn) for 24 h. The genes and proteins for BMP-2 signaling (BMP-2, Smad-1/p-Smad-1), transcription factors (Runx2, osterix), and osteoblast differentiation marker proteins were assessed. Results: In both cell lines, BMP-2 mRAN and protein expression and extracellular BMP-2 secretion all decreased in Zn-. The expression of Smad-1 (downstream regulator of BMP-2 signaling) and p-Smad-1 (phosphorylated Smad-1) also downregulated in Zn-. Furthermore, the expression of the bone-specific transcription factors, Runx2 and osterix, decreased in Zn-, which might be due to the decreased BMP-2 expression and Smad-1 activation (p-Smad-1) by Zn-, because Runx2 and osterix both are downstream in BMP-2 signaling. Bone marker gene expression, such as alkaline phosphatase (ALP), collagen type I (COLI), osteocalcin, and osteopontin were also downregulated in Zn-. Conclusion: The results suggest that a zinc deficiency in osteoblasts suppresses the BMP-2 signaling pathway via the suppression of Smad-1 activation, and this suppressed BMP-2 signaling can cause poor osteoblast differentiation.
쇄골 두개 이형성증(Cleidocranial dysplasia)은 상염색체 우성의 유전질환으로, 두개골 간 봉합 지연, 쇄골의 이형성, 과잉치, 영구치 맹출 지연 등을 특징으로 한다. 경조직 형성 조절 인자인 Runt-related transcription factor 2 (RUNX2)의 돌연변이가 쇄골 두개 이형성증을 유발하는 주요 요인으로 보고되고 있다. 이 연구는 치아 맹출 지연이 관찰되는 쇄골 두개 이형성증 가계에서 분자유전학적 원인을 규명하고자 하였다. 23세 여성 환자와 그 어머니를 대상으로 임상 검사 및 방사선 검사를 진행하였고 RUNX2 유전자의 염기 서열을 분석하였다. 대상자 모두에서 3번 exon 내의 단일 염기 결손 돌연변이(NM_001024630.4: c.357delC)를 확인하였다. 이로 인해 frameshift가 발생하여 조기 종결 코돈이 형성될 것으로 예측되며[p.(Asn120Thrfs*24)], 이로 인한 RUNX2 단백질의 기능 손상이 해당 가계에서 나타난 영구치 맹출 지연의 병인이 되었을 것으로 여겨진다.
Background: The primary aims of periodontal disease treatment is to remove dental plaque and calculus, the main causes of tooth loss, and restore periodontal tissue destroyed by inflammation. Periodontal disease treatment should also help maintain the alveolar bone, alleviate inflammation, and promote periodontal ligament cell proliferation, which is essential for tissue regeneration. Conventional antibiotics and anti-inflammatories have adverse side effects, especially during long-term use, so there is a need for adjunct treatment agents derived from natural products. The purpose of this study was to investigate whether the herbal flavone baicalein has the osteogenic activity under inflammatory conditions, and assess the involvement of osteoblast immediate early response 3 (IER3) expression. Methods: Human osteoblastic MG-63 cells were cultured with the pro-inflammatory cytokines tumor necrosis factor α and interleukin 1β in the presence and absence of baicalein. Proliferation was assessed using the 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide assay, and expression of IER3 mRNA was assessed using real-time polymerase chain reaction. The expression of IER3 protein levels and activation of associated signal transduction pathways were assessed using western blotting. Results: Baicalein increased IER3 mRNA and protein expression synergistically. In addition, baicalein reversed the suppression of cell proliferation, and the downregulation of osteogenic transcription factor runt-related transcription factor 2 and osterix induced by pro-inflammatory cytokines. Baicalein also upregulated the phosphorylation of c-Jun N-terminal kinase (JNK) and extracellular signal-regulated kinase (ERK 1/2). The upregulation of IER3 by pro-inflammatory cytokines was blocked by pretreatment with inhibitors of AKT, p38, JNK, and ERK 1/2. Conclusion: Baicalein mitigates the deleterious responses of osteoblasts to pro-inflammatory cytokines. Further, IER3 enhanced the effect of baicalein via activation of AKT, p38, JNK, and ERK pathways.
Spinach (Spinacia oleracea L.), a green leafy vegetable, is well known as a functional food due to its biological activities. Vascular calcification is associated with several disease conditions including atherosclerosis, diabetes, and chronic kidney disease (CKD), and is known to raise the risk of cardiovascular diseases related morbidity and mortality. However, there are no previous studies that have investigated the effects of fermented spinach exract (FSE) against aortic and its underlying mechanisms. Therefore, this study investigated the effects and action of possible mechanisms of FSE on inorganic phosphate (PI)-induced vascular calcification in ex vivo mouse aortic rings. PI increased vascular calcification through calcium deposition in ex vivo aortic rings. FSE inhibited calcium accumulation and osteogenic key marker, runt-related transcription factor 2 (Runx2), and bone Morphogenetic Protein 2 (BMP-2) protein expression in ex vivo aortic rings. And, FSE inhibited PI-induced extracellular signal-regulated kinase (ERK) and p38 phosphorylation in ex vivo aortic rings. These results show that FSE can prevent vascular calcification which may be a crucial way for the prevention and treatment of vascular disease association with vascular calcification.
Objectives : The process through which mesenchymal cells condense and differentiate into chondrocytes to form new bone is known as endochondral bone formation. Chondrogenic differentiation and hypertrophy are essential steps in bone formation and are influenced by various factors. The stem bark and root bark of Eleutherococcus sessiliflorus (ES) have been widely used to treat growth retardation and arthritis in traditional Korean Medicine. In this study, we aimed to investigate the possible role of the stem bark of ES in the stimulation of chondrogenic differentiation in clonal murine chondrogenic ATDC5 cells. Methods : In ATDC5 cells treated with ES extract, cell viability and extracellular matrix production were determined using CCK-8 assay and Alcian blue staining, respectively, and alkaline phosphatase activity was measured. We also examined mRNA and protein expression levels of genes related to chondrogenic expression in ATDC5 cells using reverse transcription-polymerase chain reaction and western blot analyses. Results : ES extract increased the accumulation of Alcian blue-stained cartilage nodules and alkaline phosphatase activity in ATDC5 cells. It increased the mRNA expressions of chondrogenic markers including bone sialoprotein (BSP), cartilage collagens, Runt-related transcription factor-2 (RUNX-2), osteocalcin (OCN), β-catenin, and bone morphogenetic protein-2 (BMP-2), as well as the protein expressions of β-catenin, RUNX-2, BMP-2, and alkaline phosphatase (ALP). Conclusion : Taken together, these results suggest that ES extract exhibits a chondromodulating activity and therefore may be a possible agent for the treatment of bone growth disorders.
Objectives This study was designed to evaluate the effects of Danggwisu-san (Dangguixu-san, DG) on bone repair from femur fracture in mice. Methods Mice were randomly divided into 4 groups (normal, control, positive control and DG 300 mg/kg-treated group). In order to investigate the effects of DG on gene expressions in experimental animals with fracture, we measured the levels of bone morphogenetic protein-2 (BMP2), cyclooxygenase-2 (COX2), Sox9, collagen type II alpha 1 chain (Col2a1), runt-related transcription factor 2 (Runx2), osterix genes. After the cytotoxicity test, we analyzed the levels of expression of osteocalcin and Runx2, and tumor necrosis factor-α (TNF-α), a pro-inflammatory cytokine. The process of fusion in the fracture was also investigated by gross examination. Results Through in vivo BMP2, COX2 gene expression significantly decreased. Sox9 significantly increased. Col2a1, Runx2, osterix gene expression also increased as well, but there was no statistical significance. The degree of unilateral fracture fusion investigated by gross examination was significantly faster than those of the other groups. Through in vitro the level of TNF-α in macrophages was increased by DG in a dose-dependent mannerand and 250 and 500 ㎍/mL showed statistical significance. Osteocalcin and Runx2 genes expressions increased when DG was treated in osteoblasts. Conclusions DG promotes the healing of the fracture through the expression of bone repair-related genes and TNF-α production. This study may set the foundation for the clinical application of DG to the patients with bone fractures.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.