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김현진(HJ Kim),김옥준(OJ Kim),김대윤(DY Kim),정지연(JY Jung),김민석(MS Kim),김원재(WJ Kim),최홍란(HR Choi),이은주(EJ Lee),김선헌(SH Kim) 대한해부학회 2003 Anatomy & Cell Biology Vol.36 No.2
Ipriflavone (isopropoxyisoflavone)은 soy isoflavone daidzein으로부터 합성된 isoflavone 일종으로 osteoporosis나 osteopenia 등에 이용되고 있다. 그러나 ipriflavone이 일차적으로 뼈 흡수를 억제함으로써 뼈 질환 치료에 임상적 효과를 갖는지 또는 뼈 형성을 촉진하는지에 대하여는 확실하지 않다. 또한 임상적 효능에 대한 효과가 대부분 골다공증의 치료 등에 국한되어 있는 반면, 단백 수준의 뼈 형성 인자의 유도 효과나 정상 뼈의 재생 효과를 밝히는 연구는 드물다. 본 연구는 in vitro에서 ipriflavone에 의한 뼈형성인자 발현에 대한 영향을 구명하고, 이를 생체에 국소적으로 직접 적용함으로써 ipriflavone의 뼈 재생 효과를 구명하고자 시도되었다. 시험관내 실험 : Ipriflavone 처리 3일 후 MC3T3-E1 뼈모세포주의 세포증식 효과는 10-8 M에서 10-4 M까지 대조군과 유 의한 차이가 없었다. 뼈 형성 지표로 알려진 collagen Iα1(I) 유전자 발현은 10-8 M에서 10-5 M까지 모든 농도에서 증가하였고 10-6 M에서 가장 많이 발현되었다. 그러나 10-4 M과 같이 높은 농도에서는 다시 크게 감소하여 대조군과 큰 차이를 보이지 않았다. alkaline phosphatase 발현은 대조군과 vehicle군과 같이 낮은 농도에서 큰 증가를 보이지 않았으나 10-5 M 농도에서 크게 증가하였다. 생체 실험 : Ipriflavone 투여 3일군에서 뼈 결손부는 대부분 혈병으로 채워져 있었고 혈병내에는 많은 혈액세포가 산재 하였으며, 실험군에서 대조군에 비하여 섬유원이 풍부하게 존재하였다. 약제 투여 7일 후 대조군과 실험군에서 모두 뼈 결손부 중심은 부분적으로 신생뼈에 의하여 재생되는 소견을 보였으며 대조군의 신생뼈는 풋뼈조직으로 구성되어 있었으 나, 실험군의 신생뼈는 일차해면뼈 조직으로 구성되어 있었다. 약제 투여 14일군에서 뼈 결손부가 뼈잔기둥 형태의 신생 뼈에 의하여 대치되어 있었으며 대조군에 비하여 실험군에서 더 많은 뼈조직으로 재생되어 있었다. 상기 연구 결과는 ipriflavone이 적정 농도에서 뼈 형성에 기여하며 뼈 결손부 재생 치유에 유용하게 사용될 수 있음을 시사한다. Ipriflavone (isopropoxyisoflavone) is a synthetic derivative from soy isoflavone daidzein. There are compelling evidences that it has an inhibitory effect on bone resorption in vitro and in vivo. It is not clarified however, whether its anti-osteopenic effect derives from inhibition of bone resorption or stimulation of bone formation. The present study aims to elucidate effects of ipriflavone on osteoblasts gene expression and possible clinical application on bone regeneration. Three days’ continuous treatment of ipriflavone had no effects on MC3T3-E1 osteoblastic cell proliferation at 10-8M to 10-4 M concentration from MTS assay. Gene expression of collagen α1(I), which is a bone formation marker, was markedly increased by ipriflavone treatment at 10-9 M to 10-5 M, but decreased to control level at 10-6 M concentration. Alkaline phosphatase, another bone formation marker, was also increased at its gene expression at 10-5 M concentration. Artificial bone defects on the rat calvaria were healed with hematoma and much more profuse and delicate fibrin at 3 days treatment of ipriflavone. Primary spongy bone was noted in bony defect center after 7 days treatment of ipriflavone, in contrast to woven bone in control group. Newly formed trabecular bone could be attained by the treatment after 14 days. These results suggested that ipriflavone can affect on osteoblasts at molecular level, and be clinically applied for local bone regeneration.
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