Objective: 황기의 주요구성성분인 Arginine이 Wnt/β-catenin pathway의 조절을 통하여 인간골수에서 추출된 중간엽줄기세포의 분화에 있어 골생성촉진과 지방세포억제효과가 있는지, 그리고 이러한 조절이 정상세포에서뿐만 아니라 IL-1β로 유도된 중간엽줄기세포에서도 일어나는지를 알아보고자 하였다. Method: human bone marrow에서 추출된 Mesenchymal stem cells (MSCs) 를 osteogenic medium(...
Objective: 황기의 주요구성성분인 Arginine이 Wnt/β-catenin pathway의 조절을 통하여 인간골수에서 추출된 중간엽줄기세포의 분화에 있어 골생성촉진과 지방세포억제효과가 있는지, 그리고 이러한 조절이 정상세포에서뿐만 아니라 IL-1β로 유도된 중간엽줄기세포에서도 일어나는지를 알아보고자 하였다. Method: human bone marrow에서 추출된 Mesenchymal stem cells (MSCs) 를 osteogenic medium(골형성 분화배지)과 adipogenic medium(지방세포 분화배지)으로 나누어 각각 21일 14일 동안 배양하였고, 여기에 arginine, IL-1β, arginine+IL-1β를 투여하여 control과 서로 비교하였다. osteogenesis과정에서 collagen type 1, osteocalcin, alkaline phosphatase, BMP-2, Runx-2및 osterix 같은 biochemical marker들을 각각 3, 7, 14, 21일 마다 qRT-PCR 로 분석하였고 alizarin red S staining을 이용해 mineralization을 확인 하였다. Adipogenesis과정에서 PPARγ, C/EBPβ, Fabp4, Triglyceride 등의 지표를 각각 3, 7, 14일 마다 qRT-PCR로 분석하였고, Intracellular lipid accumulation은 Oil red O staining을 통하여 확인하였다. 또한 β-catenin protein expression을 확인하기 위해 Western blot analysis를 시행하였다. Result: 골형성 분화배지에 arginine을 처리한 경우 hMSCs가 대조군에 비해 type I collagen, osteocalcin, ALP 등의 현저한 증가를 보였고, IL-1β로 처리된 군에서는 type I1 collagen, osteocalcin, alkaline phosphatase, BMP-2, Runx-2, osterix 등의 양이 현저히 감소하였으나 arginine을 함께 투여한 군에서는 위 지표들의 양이 농도의존적으로 현저한 증가를 보였다. 지방세포 분화배지에서 arginine을 처리하였을때 hMSCs가 대조군에 비해 PPARγ, CEBP-β, Fabp4 등의 현저한 감소를 보였고, IL-1β로 처리된 군에서는 PPARγ, CEBP-β, Fabp4, TG 등의 양이 현저한 증가를 보였으나, arginie을 함께 처리한 경우 지방세포분화관련 지표들의 양이 농도의존적으로 현저함 감소를 보였다. 또한 IL-1β와 arginine을 함께 처리 하였을 때 β-catenin 및 Wnt-3a가 현저한 증가를 보였다. conclusion: Arginine은 정상 human bone marrow mesenchymal stem cell 및 IL-1β로 유도된 골아세포 및 지방세포의 분화에 있어 골아세포 분화는 증가시켰으나 지방세포의 분화는 감소시켰다. 골아세포 분화의 증가는 type I collagen, osteocalcin, ALP, BMP-2, osterix, and Runx2 등의 증가와 관계되었고, 지방세포분화의 감소는 PPARγ, CEBP-β, Fabp4 등을 억제함으로써 실행되었다. 그리고 Wnt3a/β-catenin signaling이 이러한 과정에 기여하였다. 그러므로 Arginine은 골다공증의 예방 및 치료에 있어 가능한 치료법적인 접근을 제공할 수 있다.
Objective: 황기의 주요구성성분인 Arginine이 Wnt/β-catenin pathway의 조절을 통하여 인간골수에서 추출된 중간엽줄기세포의 분화에 있어 골생성촉진과 지방세포억제효과가 있는지, 그리고 이러한 조절이 정상세포에서뿐만 아니라 IL-1β로 유도된 중간엽줄기세포에서도 일어나는지를 알아보고자 하였다. Method: human bone marrow에서 추출된 Mesenchymal stem cells (MSCs) 를 osteogenic medium(골형성 분화배지)과 adipogenic medium(지방세포 분화배지)으로 나누어 각각 21일 14일 동안 배양하였고, 여기에 arginine, IL-1β, arginine+IL-1β를 투여하여 control과 서로 비교하였다. osteogenesis과정에서 collagen type 1, osteocalcin, alkaline phosphatase, BMP-2, Runx-2및 osterix 같은 biochemical marker들을 각각 3, 7, 14, 21일 마다 qRT-PCR 로 분석하였고 alizarin red S staining을 이용해 mineralization을 확인 하였다. Adipogenesis과정에서 PPARγ, C/EBPβ, Fabp4, Triglyceride 등의 지표를 각각 3, 7, 14일 마다 qRT-PCR로 분석하였고, Intracellular lipid accumulation은 Oil red O staining을 통하여 확인하였다. 또한 β-catenin protein expression을 확인하기 위해 Western blot analysis를 시행하였다. Result: 골형성 분화배지에 arginine을 처리한 경우 hMSCs가 대조군에 비해 type I collagen, osteocalcin, ALP 등의 현저한 증가를 보였고, IL-1β로 처리된 군에서는 type I1 collagen, osteocalcin, alkaline phosphatase, BMP-2, Runx-2, osterix 등의 양이 현저히 감소하였으나 arginine을 함께 투여한 군에서는 위 지표들의 양이 농도의존적으로 현저한 증가를 보였다. 지방세포 분화배지에서 arginine을 처리하였을때 hMSCs가 대조군에 비해 PPARγ, CEBP-β, Fabp4 등의 현저한 감소를 보였고, IL-1β로 처리된 군에서는 PPARγ, CEBP-β, Fabp4, TG 등의 양이 현저한 증가를 보였으나, arginie을 함께 처리한 경우 지방세포분화관련 지표들의 양이 농도의존적으로 현저함 감소를 보였다. 또한 IL-1β와 arginine을 함께 처리 하였을 때 β-catenin 및 Wnt-3a가 현저한 증가를 보였다. conclusion: Arginine은 정상 human bone marrow mesenchymal stem cell 및 IL-1β로 유도된 골아세포 및 지방세포의 분화에 있어 골아세포 분화는 증가시켰으나 지방세포의 분화는 감소시켰다. 골아세포 분화의 증가는 type I collagen, osteocalcin, ALP, BMP-2, osterix, and Runx2 등의 증가와 관계되었고, 지방세포분화의 감소는 PPARγ, CEBP-β, Fabp4 등을 억제함으로써 실행되었다. 그리고 Wnt3a/β-catenin signaling이 이러한 과정에 기여하였다. 그러므로 Arginine은 골다공증의 예방 및 치료에 있어 가능한 치료법적인 접근을 제공할 수 있다.
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