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Barley β-Glucan 처리에 의한 조골세포 분화의 분자적 기전
김현오(Hyeon-Oh Kim),임용주(Young-Ju Lim),장원구(Won-Gu Jang) 한국식품영양과학회 2022 한국식품영양과학회지 Vol.51 No.5
본 연구에서는 barley β-glucan(BBG)이 조골세포 분화에 미치는 영향을 조사하였다. 조골 전구세포주인 MC3T3-E1 cells와 mouse calvaria primary cells에서 BBG를 처리하여 실험을 진행하였다. MC3T3-E1 cells 및 mouse calvaria primary cells에서 BBG를 처리하여 RT-PCR 분석법을 통해 Dlx5, Runx2 유전자 발현을 증가시키는 것을 확인하였다. Western blot 분석법을 통해 Dlx5, Runx2와 p-p38, p-Smad1/5/9 단백질 발현이 증가하는 것도 확인하였다. 또한, Alizarin Red 염색으로 BBG 처리에 의해 칼슘 침착이 증가하는 것을 확인하였다. 그뿐만 아니라 BBG에 의해 증가한 Dlx5와 Runx2 유전자 및 단백질 발현과 p-p38, p-Smad 1/5/9의 단백질 발현이 p38 억제제(SB203580) 처리로 감소한 것을 확인하였다. 이를 통해 BBG가 p38 신호전달경로를 통해 조골세포 분화를 증가시키는 것을 확인하였다. Zebrafish에 BBG를 처리한 후 Alizarin Red 염색을 통해 절단된 꼬리지느러미의 재생이 증가한 것을 확인하였다. 본 연구를 종합해보면 BBG가 조골세포 분화를 증가시켜 골 질환 치료제로 사용될 수 있음을 시사한다. The fiber found in oats and barley is a polysaccharide β-glucan. Barley β-glucan (BBG) is reported to effectively attenuate the glycemic response and reduce post-prandial blood glucose levels. However, the function of BBG in osteogenic differentiation remains unclear. In this study we investigate that the effect of BBG on osteoblast differentiation in a pre-osteoblast cell line and mouse calvaria primary cells. RT-PCR and western blot analysis revealed that exposure to BBG increases the mRNA expressions and protein levels of distal-less homeobox 5 and runt-related transcription factor 2. Furthermore BBG also increases p38, Smad1/5/9 phosphorylation and mineralization. We confirmed the regenerative effect of BBG on caudal fin in zebrafish by applying Alizarin Red staining analysis. Taken together, these results indicate that BBG increases osteogenic differentiation via activation of p38 MAPK-mediated Smad1/5/9 in MC3T3-E1 cells and mouse calvaria primary cells.