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후코이단(fucoidan)은 갈조류에서 발견되는 다당류로, 면역 증강, 항암, 항염증 등 다양한 생리 활성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 조골세포(osteoblast)와 유사한 생물학적 특성을 지닌 MC3T3-E1 세포에서 최종당산화물에 의해 유도되는 세포와 미토콘드리아 손상, 조골세포 분화, 조골 및 파골 활동성의 변화에 미치는 후코이단의 효과를 관찰하였다. 최종당산화물로 처리한 세포군에서는 MTT 환원능의 감소와 함께 카스파아제(caspase)의 활성화, 세포 사멸의 증가가 관찰되었다. 후코이단을 사전 처리하면 최종당산화물에 의한 이들 세포 손상 지표들이 현저히 완화되었다. 후코이단은 또한 최종당산화물에 의해 유도된 미토콘드리아 막 전위 감소, 세포 내 ATP 고갈, 미토콘드리아 막 투과성 전이(mitochondrial permeability transition) 형성을 유의하게 억제하여, 미토콘드리아의 기능적 손상을 완화하는 효과를 보였다. 최종당산화물로 처리한 세포군에서는 반응성 산소종(reactive oxygen species)과 과산화 지질 및 과산화 단백의 생성이 현저히 증가하였으며, 후코이단은 이를 유의하게 억제하였다. 조골세포 분화능의 지표로 뼈형태발생단백-2(bone morphogenetic protein, BMP2), 알칼리 인산분해효소(alkaline phosphatase, ALP), 오스테오칼신 (osteocalcin, OC), 제1형 콜라젠(collagen-I, Col-I)의 mRNA 발현 정도를 정량 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR) 검사로 분석한 결과 최종당산화물로 처리 시 이들 mRNA들의 발현이 현저히 감소하였으며, 후코이단은 이들 지표 mRNA들의 발현 감소를 유의하게 차단하였다. 조골 활동성(osteogenic activity)의 지표로 알칼리 인산분해효소 활성과 무기질 침착을 측정한 결과도 mRNA 발현의 변화와 일치하는 결과를 보였다. 반면에 파골 활동성(osteoclastic activity)을 나타내는 지표들인 인터루킨-6(interleukin-6)와 NF-kB 리간드 수용체 활성 인자(receptor activator of NF-kB ligand, RANKL)의 분비는 최종당산화물로 처리한 세포군에서 증가하였으며, 후코이단은 이를 유의하게 억제하였다. 이상의 결과를 종합하면 후코이단은 MC3T3-E1 세포에서 최종당산화물에 의해 유도되는 세포 및 미토콘드리아 손상과 조골세포 분화 저해, 조골 활동성 저하를 완화하는 효과를 나타내는 것으로 사료된다.
목차
서론
실험재료 및 방법
결과
고찰
References
초록
참고문헌 (34)
참고문헌 신청
Apostolova, E., Lukova, P., Baldzhieva, A., Katsarov, P., Nikolova, M., Iliev, I., Peychev, L., Trica, B., Oancea, F., Delattre, C. and Kokova, V. 2020. Immunomodulatory and anti-inflammatory effects of fucoidan: A review. Polymers 12, 2338.
Carson, M. A. and Clarke, S. A. 2018. Bioactive compounds from marine organisms: potential for bone growth and healing. Mar. Drugs 16, 340.
Cheung, C., Tu, S., Feng, Y., Wan, C., Ai, H. and Chen, Z. 2024. Mitochondrial quality control dysfunction in osteoarthritis: Mechanisms, therapeutic strategies & future prospects. Arch. Gerontol. Geriatr. 125, 105522.
Chhipa, A. S., Borse, S. P., Baksi, R., Lalotra, S. and Nivsarkar, M. 2019. Targeting receptors of advanced glycation end products (RAGE): Preventing diabetes induced cancer and diabetic complications. Pathol. Res. Pract. 215, 152643.
Courties, A., Gualillo, O., Berenbaum, F. and Sellam, J. 2015. Metabolic stress-induced joint inflammation and osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage 23, 1955-1965.
Carson, M. A. and Clarke, S. A. 2018. Bioactive compounds from marine organisms: potential for bone growth and healing. Mar. Drugs 16, 340.
Cheung, C., Tu, S., Feng, Y., Wan, C., Ai, H. and Chen, Z. 2024. Mitochondrial quality control dysfunction in osteoarthritis: Mechanisms, therapeutic strategies & future prospects. Arch. Gerontol. Geriatr. 125, 105522.
Chhipa, A. S., Borse, S. P., Baksi, R., Lalotra, S. and Nivsarkar, M. 2019. Targeting receptors of advanced glycation end products (RAGE): Preventing diabetes induced cancer and diabetic complications. Pathol. Res. Pract. 215, 152643.
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