[논문]극지해면동물 Sphaerotylus antarcticus 추출물의 RANKL 유도 파골세포 분화 및 ROS 생성 억제 효과

김은남; 강다연; 응웬민짱; 이준혁; 고영욱; 김상희; 나민균; 정길생

doi:10.22889/kjp.2022.53.1.42

극지해면동물 Sphaerotylus antarcticus 추출물의 RANKL 유도 파골세포 분화 및 ROS 생성 억제 효과
Inhibitory Effect of RANKL-Induced Osteoclast Differentiation and ROS Generation by Sphaerotylus antarcticus Extract 원문보기

생약학회지, v.53 no.1, 2022년, pp.42 - 48

김은남 (충남대학교 약학대학) , 강다연 (충남대학교 약학대학) , 응웬민짱 (충남대학교 약학대학) , 이준혁 (극지연구소 저온신소재연구단) , 고영욱 (극지연구소 생명과학연구본부) , 김상희 (극지연구소 생명과학연구본부) , 나민균 (충남대학교 약학대학) , 정길생 (충남대학교 약학대학)

Abstract ▼ AI-Helper

In order to maintain bone homeostasis, it is necessary to balance bone resorption and remodeling through the differentiation of osteoclasts that absorb old bone and osteoblasts that form new bone. However, bone resorption due to excessive osteoclast differentiation is a major cause of osteoporosis and controlling excessive osteoclast differentiation has been known as a treatment strategy for osteoporosis. Therefore, in this study, the effect of an ethanol extract of Sphaerotylus antarcticus Kirkpatrick, 1907 (SAE), polar-derived sponge with unknown biological activity, on the osteoclast differentiation process of RANKL-induced RAW264.7 cells and the generated ROS was evaluated. In the study results, SAE down-regulated the formation and function of RANKL-induced osteoclasts and osteoclast differentiation specific proteins, genes in a concentration-dependent manner. In addition, it was possible to confirm the result of restoring the lost antioxidant enzyme along with down-regulation of ROS generated by RANKL. Therefore, in this study, we propose the possibility of SAE as a potential regulator of osteoporosis due to excessive osteoclast differentiation and report the biological value of the diversity of marine-derived natural products by identifying the first biological activity against SAE that is not yet known.

주제어

표/그림 (6)

표 Table I. Primer sequences of real-time quantitative PCR analysis
그림 Fig. 1. Cell viability and confluency assays. Evaluated cytotoxicity of SAE at the indicated concentration after treating for 5 days at the density of 5 × 10⁵ cells/well in the 6-well plate. Cell confluency measurement by Incucyte^® Live Cell analysis systems (A). Measurement of cell viability and cell confluency (B).
그림 Fig. 2. Inhibitory effect of SAE on RANKL-induced osteoclast differentiation and formation. RAW 264.7 cells (1 × 10³ cells/well) were seeded in 24-well plates. After, only RANKL (50 ng/mL) treat or SAE (50-200 μg/mL) and RANKL were treated in combination for 5 days. TRAP staining and activity were analyzed (A). To investigate the formation of osteoclast, Alexa 488-Phalloidin (green), and DAPI (blue) was used to stain the actin cytoskeleton and counterstained the nuclei, respectively (B). *p < 0.05, versus the only RANKL-treated group.
그림 Fig. 3. Inhibitory effect of SAE on RANKL-induced osteoclast of functions. RAW 264.7 (1 × 10³ cells/well) were cultured in osteo surface well and treat with RANKL (50 ng/mL) to activate osteoclast formation and incubate for 10 days. Incucyte^® Live Cell analysis systems and ImageJ program were used to observe and quantify the percentage of bone resorption pit area to the total osteo surface well area (A). Red lines indicate the migration borders at the beginning of the assay (B). Cell migration was analyzed on the fifth day after treatment. *p < 0.05, versus the only RANKL-treated group.
그림 Fig. 4. SAE decreases the expression of osteoclast-specific genes and transcription factors. Total proteins from RAW264.7 stimulated with or without RANKL or with indicated SAE concentration. The protein expression of c-Fos and NFATc1 relative to β- actin, a housekeeping gene, was quantified by densitometry (A). The mRNA level of osteoclast-specific genes, including dcstamp, acp5, atp6v0d2, and ctsk was analyzed by real-time PCR (B). *p < 0.05 versus the RANKL-treated group.
그림 Fig. 5. Inhibitory effect of SAE on oxidative stress markers in RANKL-induced osteoclasts. DCF-DA staining was utilized to detect the RANKL-induced ROS generation in RAW264.7 with different indicated concentrations of SAE (A). SOD and CAT activity levels of RAW 264.7 cells pre-treated with SAE and stimulated by RANKL (50 ng/mL). *p < 0.05, versus the only RANKL-treated group.

AI 본문요약
AI-Helper

제안 방법

본 연구에서는 극지 해면동물 S. antarcticus의 에탄올 추출물(SAE)이 RANKL로 유도된 파골세포 분화 과정에서 파골세포의 형성과 기능에 미치는 영향 그리고 항산화 효과에 대한 영향을 평가하였다. 먼저, RAW264.

대상 데이터

실험재료 − 연구에 사용된 S. antarcticus는 2019년 2월 21 일 해양생물 분류 전문가로 구성된 극지연구소(Korea Polar Research Institute, KOPRI) 수중탐사팀이약15m남극 수심 (남극 테라노바만 장보고 기지)에서 육안으로 형태를 확인 후 채집하였다. 동정을 위해 극지연구소의 김상희, 김사흥 박사가 분류학적 형태관찰과핵유전자(18S rDNA), 미토콘드리아 유전자(COX-1)의 염기서열분석을 통해 종을 확인하였으며, 표본(CNU202102)은 충남대학교 약학대학 생약학연구실에 기탁되어 있다.
antarcticus는 2019년 2월 21 일 해양생물 분류 전문가로 구성된 극지연구소(Korea Polar Research Institute, KOPRI) 수중탐사팀이약15m남극 수심 (남극 테라노바만 장보고 기지)에서 육안으로 형태를 확인 후 채집하였다. 동정을 위해 극지연구소의 김상희, 김사흥 박사가 분류학적 형태관찰과핵유전자(18S rDNA), 미토콘드리아 유전자(COX-1)의 염기서열분석을 통해 종을 확인하였으며, 표본(CNU202102)은 충남대학교 약학대학 생약학연구실에 기탁되어 있다.

데이터처리

통계처리 − 통계적 유의성은 Sigma Plot 12.1(SPSS Inc., IL, USA) Student's t-test 사용하여 통계적 유의성을 평가하였으며, 3번의 독립적인 실험에 대한 평균 ± 표준 편차에 대하여 p-value < 0.05를 통계적으로 유의한 것으로 간주하였다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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