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인간 치주인대 줄기세포에서 아시아산 유도체의 골형성 유도

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Aug 09, 2023

인간 치주인대 줄기세포에서 아시아산 유도체의 골형성 유도

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 14102(2023) 이 기사 인용 82 액세스 1 Altmetric Metrics 세부 정보 아시아산(AA) 및 아시아티코사이드, 5환식 트리테르페노이드 화합물에서 유래

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 14102(2023) 이 기사 인용

82 액세스

1 알트메트릭

측정항목 세부정보

센텔라 아시아티카(Centella asiatica)에서 유래한 5환식 트리테르페노이드 화합물인 아시아틱산(AA)과 아시아티코사이드는 제1형 콜라겐 합성을 촉진하고 줄기세포의 골형성을 유도하는 생물학적 효과로 알려져 있습니다. 그러나 효능이 낮고 수용해도가 낮기 때문에 재생 의학에서의 적용은 제한적입니다. 이 연구는 시험관 내에서 인간 치주 인대 줄기 세포(hPDLSC)에서 AA 유도체의 골형성 유도 활성을 평가하는 것을 목표로 했습니다. 4가지 화합물, 즉 501, 502, 503 및 506이 합성되었습니다. AA를 대조군으로 사용했습니다. 502는 낮은 수용성을 보인 반면, 506 화합물은 가장 높은 수용성을 나타냈다. 세포 독성 분석에 따르면 503은 세포 생존력을 크게 저하시키는 반면, 다른 파생물은 hPDLSC에 유해한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다. AA의 디메틸 아미노프로필 아민 유도체인 화합물 506은 골형성 분화 유도에 있어서 상대적으로 높은 효능을 입증했습니다. 골형성 관련 유전자인 BMP2, WNT3A, ALP, OSX 및 IBSP의 증가된 mRNA 발현은 506에서 관찰되었습니다. 또한, BMP-2 단백질의 발현은 506의 용량이 증가함에 따라 향상되었으며, 그 효과는 Erk 신호 전달 분자가 억제되었습니다. 506 유도체는 Erk 신호 전달 경로를 통해 BMP2를 상향 조절하여 hPDLSC에서 골 형성 분화를 촉진하기 위해 제안되었습니다. 506 분자는 뼈 조직 재생에 대한 가능성을 보여주었습니다.

치주질환은 치은, 치주인대, 치조골의 손실을 초래하는 염증성 질환입니다1,2,3. 치주인대의 재생은 치주질환의 치료전략 중 하나로 지속적으로 주목받고 있다4.

치주 인대(즉, 치조골과 백악질을 연결하는 결합 조직)에 존재하는 인간 치주 인대 줄기 세포(hPDLSC)는 계속해서 세포 치료 및 치주 조직 공학의 초점이 되고 있습니다. 이 세포는 골형성, 지방 생성, 연골 생성, 신경 발생 및 췌장 유사 세포 계통5,6,7,8,9,10,11,12을 포함한 여러 계통으로 분화될 수 있는 줄기 특성을 가지고 있습니다. 조직 항상성을 지원하고 손상된 조직을 재생하는 역할은 잘 알려져 있습니다13,14,15. 조직 공학 또는 치주 연구에서 hPDLSC는 치주 인대 특성을 상속하므로 후보 세포 공급원으로 간주됩니다. 이와 관련하여, hPDLSC는 치은 줄기 세포 및 골수 유래 중간엽 줄기 세포보다 피하 이식 모델에서 힘줄 재생을 더 잘 촉진합니다. 또한, hPDLSC는 골형성에서 높은 수준의 효능을 보여줍니다. 골형성 계통으로의 hPDLSC 분화는 생체분자 및 기계적 자극을 포함한 다양한 요인에 의해 제어될 수 있습니다5,20.

산딸기과에 속하는 허브인 센텔라 아시아티카는 전통 의학에 널리 사용됩니다. 이 식물에서 분리된 생물학적 활성 분자에는 테르페노이드, 플라보노이드, 비타민 C 및 비타민 A21이 포함됩니다. 병풀 추출물은 5환식 트리테르페노이드 분자, 즉 아시아산(AA)과 아시아티코사이드22로 알려져 있습니다. AA와 아시아티코사이드는 항염증제, 항균제, 항산화제, 항당뇨병제, 상처 치유 지원과 같은 많은 약리학적 특성을 가지고 있습니다23,24,25,26,27. 이전 연구에 따르면 병풀 추출물은 뼈 조직 공학에서 역할을 하며 시험관 내 및 생체 내에서 콜라겐 합성을 유도하는 것으로 나타났습니다24,28,29. Asiaticoside는 콜라겐 유형 I의 합성을 촉진하고 인간 치주 인대 간질 세포에서 골 형성 분화를 유도할 수 있습니다30. 세포 내재화 후 아시아티코사이드가 AA로 가수분해 절단되는 것은 생물학적 성능으로 인해 제안되었습니다30,31,32,33. 또한, AA34를 처리하면 파골세포 생성 과정이 시험관 내에서 억제될 수 있습니다. 이러한 증거를 종합하면 AA는 치주 조직 재생 및 골 형성 분화에 도움이 될 수 있습니다.

 AA > 503 > 501 > 502. Nevertheless, the prediction of log P using Molinspiration typically relies on an existing data, and their reliability could be limited if a compound lies beyond the scope of the dataset's applicability. The results were confirmed by an experimental solubility assessment using a gravimetric method, and the similar order of solubilization of these compounds was obtained. It can be implied that the acetylation of the hydroxyl group of 501, 502 and 503 led to a substantial increase in hydrophobicity, especially for 502, in which a butyl chain was added to the carboxylic group. Amidation of the carboxylic group with dimethyl aminopropylamine of 503 and 506 enhanced their hydrophilicity and ionisation at physiological pH, which led to an increase in water solubility. Thus, the 506 compound showed the highest aqueous solubility due to the unmodified hydroxyl groups and the amidation of the carboxylic groups with dimethyl aminopropylamine. Compound 502 was not considered for further study due to its low solubility./p>

3.0.CO;2-L" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F%28SICI%291097-4644%281998%2972%3A30%2F31%2B%3C73%3A%3AAID-JCB11%3E3.0.CO%3B2-L" aria-label="Article reference 56" data-doi="10.1002/(SICI)1097-4644(1998)72:30/31+3.0.CO;2-L"Article Google Scholar /p>