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학술저널
저자정보
하우훈 (부산대학교) 성화식 (부산대학교) 최나래 (부산대학교) 박봉수 (부산대학교) 김용덕 (부산대학교)
저널정보
한국조직공학과 재생의학회 조직공학과 재생의학 조직공학과 재생의학 제14권 제4호
발행연도
2017.1
수록면
433 - 441 (9page)

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Hypoxia suppresses osteoblastic differentiation and the bone-forming capacity. As the leading osteoinductive growth factor used clinically in bone-related regenerative medicine, recombinant human bone morphogenic protein-2 (rhBMP- 2) has yielded promising results in unfavorable hypoxic clinical situations. Although many studies have examined the effects of rhBMP-2 on osteoblastic differentiation, mineralization and the related signaling pathways, those of rhBMP-2 on osteoblastic cells remain unknown, particularly under hypoxic conditions. Therefore, this study was conducted under a 1% oxygen tension to examine the differentiating effects of rhBMP-2 on osteoblastic cells under hypoxia. rhBMP-2 could also induce the differentiation and mineralization of Osteoblastic (MC3T3-E1) cells under1%hypoxic conditions. rhBMP-2 could also induce the differentiation and mineralization of MC3T3-E1 cells under 1% hypoxic conditions. rhBMP-2 increased the alkaline phosphatase {ALP} activity in a time dependent manner, and expression of ALP, collagen type-1 (Col-1) and osteocalcin (OC) mRNAwere up-regulated significantly in a time- and concentration-dependent manner. In addition, the area of the mineralized nodules increased gradually in a concentration-dependent manner. Western blot analysis, which was performed to identify the signaling pathways underlying rhBMP-2-induced osteoblastic differentiation under hypoxic conditions, showed that rhBMP-2 significantly promoted the phosphorylation of the p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) in a time-dependent manner. A pretreatment with SB203580, a p38 MAPK inhibitor, inhibited the rhBMP-2-mediated differentiation and mineralization. Moreover, the phosphorylation of p38 induced by rhBMP-2 was inhibited in response to a pretreatment of the cells with Go6976, a protein kinase D {PKD) inhibitor. These findings suggest that rhBMP-2 induces the differentiation and mineralization of MC3T3-E1 cells under hypoxic conditions via activation of the PKD and p38 MAPK signaling pathways.

목차

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참고문헌 (43)

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Lewis JS / 1999 / Macrophage responses to hypoxia : relevance to disease mechanisms / J Leukoc Biol 66:889~900 google schola Spector JA / 2001 / Osteoblast expression of vascular endothelial growth factor is modulated by the extracellular microenvironment / Am J Physiol Cell Physiol 280:C72~C80 google schola Pyo SJ / 2013 / Low-level laser therapy induces the expressions of BMP-2, osteocalcin, and TGF-beta1 in hypoxic-cultured human osteoblasts / Lasers Med Sci 28:543~550 google schola Dinenno FA / 2001 / Age-related decreases in basal limb blood flow in humans : time course, determinants and habitual exercise effects / J Physiol 531:573~579 google schola Oikawa A / 2010 / Diabetes mellitus induces bone marrow microangiopathy / Arterioscler Thromb Vasc Biol 30:498~508 google schola

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