BAHAGIAN 2: Cistanche Deserticola Polysaccharide Menghalang Kehilangan Tulang akibat OVX pada Tikus Dan Osteoklastogenesis yang disebabkan oleh RANKL
Mar 02, 2022
Hubungi:joanna.jia@wecistanche.com
Osteoporosis adalah penyakit tulang yang serius yang menjejaskan populasi yang semakin tua. Cistanche deserticola (CD), makanan tonik dan perubatan yang digunakan secara meluas di China, telah terbukti memberikan rawatan yang berkesan untuk osteoporosis.Cistanche deserticola polisakarida(CDP), diekstrak daripada CD, mempunyai pelbagai sifat farmakologi, tetapi peranannya dalam pembentukan dan fungsi osteoklastik, serta osteoporosis, masih tidak diketahui, Tujuan kajian ini adalah untuk mengekstrak dan memurnikan CDP(Cistanche deserticola polisakarida)untuk meneroka lebih lanjut mekanisme tindakannya yang berpotensi terhadap osteoporosis. Keputusan menunjukkan bahawa CDP(Cistanche deserticola polisakarida) rawatan menghalang osteoporosis akibat OVX dan memulihkan kehilangan tulang dengan menekan aktiviti dan fungsi osteoklas. Tambahan pula, CDP(Cistanche deserticola polisakarida)rawatan dengan ketara menghalang osteoklastogenesis yang disebabkan oleh RANKL. penyerapan tulang, dan ekspresi gen khusus osteoklas. Secara mekanikal, CDP(Cistanche deserticola polisakarida)menghalang pengaktifan laluan isyarat NF-xB dan MAPK yang disebabkan oleh RANKL dan seterusnya menjejaskan pengaktifan NEATc1 hiliran. Dapatan dalam kajian ini mencadangkan bahawa CDP(Cistanche deserticola polisakarida)adalah ubat yang berpotensi selamat untuk merawat osteoporosis.
Rawatan untuk osteoporosis: Cistanche Deserticola Polysaccharide
KLIK DI SINI UNTUK BARK PRAT 1
3. Keputusan
3.1. CDP(Cistanche deserticola polisakarida)menghalang kehilangan tulang akibat OVX dalam vivo
Kami menggunakan model tetikus osteoporosis yang disebabkan oleh OVX untuk menyiasat kesan CDP(Cistanche deserticola polisakarida)rawatan osteoporosis in vivo. Berbanding dengan kumpulan Sham, berat badan tikus OVX meningkat dengan ketara manakala indeks rahim menurun, menunjukkan bahawa model osteoporosis berjaya dibina (Rajah 1B dan D). analisis mikro-CT tibias dalam kumpulan OVX menunjukkan kehilangan tulang yang meluas. Berbanding dengan kumpulan OVX, bilangan trabekula tulang meningkat dalam kumpulan CDP-L, manakala peningkatan dalam kumpulan CDP-H dan E2 adalah lebih ketara, dan trabekula dalam dua kumpulan terakhir menjadi lebih kasar dan jurang menjadi lebih kecil. Analisis kuantitatif mengesahkan bahawa beberapa parameter histomorfometrik tulang, termasuk BMD, BV/TV, BS/TV, dan Tb. N mempunyai nilai yang meningkat dengan ketara, manakala Tb. Sp menunjukkan nilai menurun dalam kumpulan CDP-H (Rajah 1E dan F). Pemeriksaan histopatologi menggunakan pewarnaan H&E mendedahkan bahawa bilangan trabekula tulang dalam kumpulan CDP-H dan E2 adalah jauh lebih tinggi daripada kumpulan OVX manakala tiada peningkatan ketara dalam kumpulan CDP-L (Rajah 1G). Selain itu, pewarnaan TRAcP menunjukkan bahawa bilangan osteoklas meningkat dengan ketara dalam kumpulan OVX tetapi menurun dalam kumpulan CDP-H dan E2 (Rajah 1H). Kumpulan CDP-L, CDP-H, dan E2 menunjukkan menghalang peningkatan kandungan P yang disebabkan oleh OVX tetapi meningkatkan kandungan Ca dalam serum darah. Penanda penyerapan tulang, RANKL dan TRAcP{18}}b menunjukkan aliran menurun dalam CDP-L.
3.2. CDP(Cistanche deserticola polisakarida) menindas osteoklastogenesis yang disebabkan oleh RANKL secara in vitro
Kami memantau percambahan selCDPBMM yang dirawat menggunakan penganalisis pengimejan sel hidup dinamik masa nyata jangka panjang. Berbanding dengan kumpulan kawalan, pertemuan sel dalamCDP-kumpulan yang dirawat tidak berubah pada dos<10 µg/ml,="" but="" was="" significantly="" reduced="" at="" the="" 20="" and="" 40="" µg/ml="" dosages="" (fig.="" 2a).="" to="" investigate="" the="" effect="" of="">10>CDP(Cistanche deserticola polisakarida)pada osteoklastogenesis yang disebabkan oleh RANKL, BMM dirangsang dengan RANKL dan M- CSF dengan kehadiranCDPfor 7 days. TRAcP, a characteristic enzyme of osteoclasts, is considered an indicator of osteoclast function (Minkin, 1982). TRAcP staining showed that the osteoclasts treated with>1.25 µg/mLCDP(Cistanche deserticola polisakarida)menunjukkan saiz dan bilangan berkurangan dengan ketara. Keputusan ini menunjukkan bahawa CDP(Cistanche deserticola polisakarida)berkesan menghalang osteoklastogenesis yang disebabkan oleh RANKL tanpa menjejaskan daya maju sel.
3.3. CDP(Cistanche deserticola polisakarida)menghalang aktiviti penyerapan osteoklastik yang disebabkan oleh RANKL dan ekspresi gen khusus osteoklas
Kami selanjutnya menentukan kesan CDP(Cistanche deserticola polisakarida)rawatan ke atas aktiviti penyerapan tulang osteoklas menggunakan plat bersalut hidroksiapatit. Penyerapan tulang adalah fungsi dan piawai utama untuk mengukur aktiviti dan keupayaan osteoklas (Novack & Faccio, 2011). Keputusan menunjukkan bahawa CDP(Cistanche deserticola polisakarida)boleh mengurangkan dengan ketara kawasan penyerapan tulang osteoklas dalam cara yang bergantung kepada dos, menunjukkan bahawa CDP(Cistanche deserticola polisakarida)menghalang aktiviti penyerapan tulang yang disebabkan oleh RANKL (Rajah 3A dan B). Khususnya, kawasan penyerapan tulang osteoklastik menurun kepada kira-kira 6.3 peratus selepas rawatan dengan 10 µg/mL CDP(Cistanche deserticola polisakarida). Untuk mengetahui dengan lebih baik halangan CDP(Cistanche deserticola polisakarida)pada osteoklastogenesis, kami mengukur tahap transkripsi gen berkaitan osteoklas. Tanpa rawatan dengan CDP(Cistanche deserticola polisakarida), induksi dengan RANKL menggalakkan ekspresi gen NFATc1, CTSK, Acp5, Atp6v0d2 dan Mmp9. Sebaliknya, penggunaan CDP dan RANKL secara serentak menurunkan kawalan kelima-lima gen ini dengan ketara.
3.4. CDP(Cistanche deserticola polisakarida)menghalang pengaktifan NFATc1 yang disebabkan oleh RANKL
Pewarnaan TRAcP mendedahkan bahawa CDP(Cistanche deserticola polisakarida)rawatan telah mengurangkan jangkaan peningkatan bilangan osteoklas matang dengan ketara selepas rangsangan RANKL selama 3-7 hari (Rajah 4A dan B). Tambahan pula, kami menyiasat sama ada rawatan CDP boleh menjejaskan pembezaan osteoklas dengan berkesan dengan menghalang ekspresi NFATc1. Keputusan menunjukkan bahawa NFATc1 sangat dinyatakan selepas rangsangan RANKL selama 5 hari, yang dihalang dengan ketara selepas CDP(Cistanche deserticola polisakarida)rawatan (Rajah 4C dan D). Di samping itu, rawatan CDP menindas tahap ekspresi CTSK, protein yang diperlukan untuk pembentukan dan fungsi osteoklas biasa (Bossard et al., 1996) (Rajah 4E dan F). Kami memilih perwakilan titik-dalam masa rangsangan RANKL selama 5 hari untuk menyiasat lebih lanjut kesan 10 µg/mL CDP(Cistanche deserticola polisakarida)rawatan pada translokasi NFATc1. Seperti yang dijangkakan, CDP(Cistanche deserticola polisakarida)rawatan dengan ketara menghalang pemindahan nuklear NFATc1 yang disebabkan oleh RANKL.
3.5. CDP(Cistanche deserticola polisakarida) menghalang pengaktifan RANKL yang disebabkan oleh laluan isyarat NF-κB dan MAPKs
Untuk menjelaskan mekanisme yang terlibat dalam perencatan CDP yang disebabkan oleh pembezaan osteoklas, kami mengkaji kesan CDP(Cistanche deserticola polisakarida)rawatan pada laluan NF-κB dan MAPKs. Keputusan mendedahkan bahawa CDP(Cistanche deserticola polisakarida)rawatan mempunyai kesan menindas pada degradasi IκB dan fosforilasi p65 dalam cara yang bergantung kepada dos. Fosforilasi tiga ahli keluarga MAPK, khususnya kinase terkawal isyarat ekstraselular (ERK), c-Jun N-terminal kinase (JNK), dan p38 telah dikawal selia.
Cistanche Deserticola
4. Perbincangan
Osteoporosis adalah penyakit tulang yang biasa dan degeneratif. Pada masa ini, terdapat banyak ubat sintesis kimia yang digunakan dalam rawatan klinikal untuk osteoporosis, seperti estrogen dan bifosfonat. Walau bagaimanapun, penggunaan jangka panjang ubat-ubatan ini secara beransur-ansur akan melemahkan keberkesanan klinikal dan juga menyebabkan banyak kesan sampingan yang serius, termasuk peningkatan risiko kanser ovari, payudara, dan endometrium serta osteonekrosis rahang (Beral, 2003; Khan et al., 2009; Lacey et al., 2002). Semasa dalam kajian ini, kami memilih CDP(Cistanche deserticola polisakarida), komponen berkesan yang diekstrak daripada CD, sebagai agen terapeutik dan menunjukkan bahawa CDP(Cistanche deserticola polisakarida)mempunyai kesan perlindungan terhadap
kehilangan tulang dalam tikus OVX dan menghalang pembentukan dan fungsi osteoklas yang disebabkan oleh RANKL. Sementara itu, menurut teori perubatan tradisional Cina "tulang pentadbir buah pinggang", kehilangan tulang adalah disebabkan oleh kekurangan buah pinggang. Sebagai makanan perubatan yang menguatkan buah pinggang, CD telah terbukti memberikan rawatan yang berkesan untuk osteoporosis (Fan et al., 2019; Jiang, Wang, Li, & Zhang, 2016). Oleh itu, CDP(Cistanche deserticola polisakarida)diekstrak daripada herba semulajadi ini adalah pilihan ubat yang lebih baik dan selamat.
Pada masa ini, model tetikus OVX ialah model klasik kehilangan tulang selepas menopaus pada wanita, menyiasat punca kehilangan tulang dan menjalankan intervensi (Wehrle et al., 2015). Sehubungan itu, kami melakukan ooforektomi dua hala pada tikus betina C57BL/6J untuk membina model osteoporosis. Dalam kajian terdahulu, dos CDP yang diberikan kepada haiwan adalah 50-200 mg/kg (dos rendah) dan 1800 mg/kg (dos tinggi) (Guo et al., 2016; Zhang et al., 2018). Di sini, dos CDP yang tinggi(Cistanche deserticola polisakarida)pada tikus ialah 600 mg/kg, yang berdasarkan dos klinikal yang tinggi sebanyak 30 g CD dalam rebusan; oleh itu, ia serupa dengan amalan klinikal semasa. Dalam kajian ini, rawatan dengan CDP(Cistanche deserticola polisakarida)dengan ketara menghalang penambahan berat badan yang disebabkan oleh OVX, yang merupakan fenomena biasa yang diperhatikan dalam tikus OVX (Davis et al., 2019). Dengan menggunakan pengimbasan mikro-CT dan pembinaan semula 3D, kami mendapati bahawa OVX membawa kepada pengurangan ketara dalam BMD, BV/TV, BS/TV dan Tb. N, dan peningkatan Tb. Sp, manakala rawatan CDP membalikkan semua perubahan ini. Khususnya, berbanding dengan ubat positif, CDP boleh meningkatkan BMD tikus OVX dengan ketara, yang merupakan penanda penting kualiti tulang dan digunakan untuk mencerminkan tahap osteoporosis (Fuggle et al., 2019), menunjukkan bahawa CDP mempunyai kelebihan. terhadap ubat positif dalam meningkatkan BMD. Tambahan pula, keputusan histologi menunjukkan bahawa rawatan CDP boleh mengurangkan jumlah peningkatan osteoklas positif TRAcP yang disebabkan oleh OVX. Keputusan ini menunjukkan bahawa pentadbiran CDP berkesan mengurangkan kehilangan tulang dalam osteoporosis yang disebabkan oleh OVX, mungkin dengan menghalang pembentukan osteoklas. Selaras dengan keputusan di atas, kami mendapati CDP yang bergantung kepada dos menghalang pembentukan dan fungsi osteoklastik yang disebabkan oleh RANKL, manakala CDP mempunyai sedikit kesan terhadap percambahan sel prekursor osteoklas yang disebabkan oleh M-CSF dalam eksperimen in vitro kami.
Pengikatan RANKL dan RANK boleh membawa kepada pengambilan TRAF6 dan pengaktifan seterusnya beberapa laluan isyarat hiliran, seperti NF-κB dan MAPKs (Boyle et al., 2003; Huang et al., 2006). Laluan isyarat NF-κB memainkan peranan penting dalam pengawalseliaan pembezaan osteoklas, dan pembungkaman pengekodan gen untuk protein utama dalam laluan ini boleh membawa kepada perkembangan tulang yang tidak normal (Leibbrandt & Penninger, 2008). Adalah diketahui bahawa NF-κB hadir dalam sitoplasma sel yang tidak dirangsang dalam kompleks dengan IκB tetapi dengan cepat memasuki nukleus selepas rangsangan RANKL (Boyle et al., 2003). IκB yang dikeluarkan kemudiannya terdegradasi dengan cepat, manakala NF-κB mengaktifkan transkripsi gen tertentu, seterusnya menggalakkan pembezaan, kematangan, dan apoptosis osteoklas (Abdelmagid et al., 2015). Dalam kajian ini, keputusan menunjukkan bahawa CDP(Cistanche deserticola polisakarida)rawatan menekan pengaktifan RANKL- disebabkan oleh laluan isyarat NF-κB, seperti yang ditunjukkan oleh perencatan degradasi IκB dan fosforilasi p65 dalam cara yang bergantung kepada dos, yang mungkin melibatkan kesan anti-osteoklastogeniknya. Di samping itu, laluan isyarat MAPK, termasuk ERK, JNK, dan p38, terlibat rapat dalam osteoklastogenesis yang disebabkan oleh RANKL (Li et al., 2002). Tambahan pula, perencat dominan p38 dan JNK boleh menghalang osteoklastogenesis yang disebabkan oleh RANKL (Chang et al., 2008; Kim et al., 2019), manakala ERK memainkan peranan penting dalam survival osteoklas (Miyazaki et al., 2000). Telah terbukti bahawa RANKL mengaktifkan laluan isyarat MAPK dengan meningkatkan fosforilasi ERK, JNK, dan p38 (Mizukami et al., 2002). Dalam kajian kami, kami menunjukkan bahawa CDP menindas fosforilasi yang disebabkan oleh RANKL protein utama dalam laluan isyarat MAPK. Diambil bersama, keputusan ini menunjukkan bahawa menghalang pengaktifan laluan isyarat NF-κB dan MAPKs menyumbang kepada kesan perencatan CDP terhadap osteoklastogenesis.
Pengaktifan laluan isyarat NF-κB dan MAPKs menggalakkan ekspresi beberapa faktor transkripsi utama, seperti fos onkogen selular, protein pengaktif 1, dan NFATc1 (Huang et al., 2006; Wagner & Matsuo, 2003). NFATc1, ahli penting keluarga NFAT, terlibat dalam pembezaan osteoklas terminal sebagai pengawal selia transkrip induk (Asagiri et al., 2005). Telah dilaporkan bahawa sel stem embrionik kekurangan NFATc1- tidak dapat membezakan kepada osteoklas di bawah rangsangan RANKL dan ekspresi ektopik NFATc1 menyebabkan sel prekursor mengalami pembezaan memintas isyarat RANKL, yang menunjukkan bahawa NFATc1 mempunyai peranan penting dalam pembezaan osteoklas (Takayanagi et al., 2002). Keputusan kajian kami menunjukkan kesan penindasan CDP(Cistanche deserticola polisakarida)pada ekspresi NFATc1 dan protein CTSK berikut. Menariknya, kami mendapati bahawa tahap ekspresi protein NFATc1 mula-mula meningkat dan kemudian menurun, mencapai tahap tertinggi pada hari ke-5 selepas rangsangan RANKL. Ini konsisten dengan keputusan Baek et al. (2014), yang memerhatikan degradasi NFATc1 yang disebabkan oleh M-CSF semasa osteoklastogenesis peringkat akhir melalui ubiquitination yang disebabkan oleh Cbl NFATc1 dalam cara yang bergantung kepada kinase Src. Keputusan ujian imunofluoresensi secara konsisten menyokong kesan perencatan CDP(Cistanche deserticola polisakarida)pada pengaktifan transkrip NFATc1. Tambahan pula, gen khusus osteoklas, termasuk CTSK, Acp5, Mmp9 dan Atp6v0d2, semuanya dikawal oleh NFATc1 secara langsung (Y. Kim et al., 2005), telah ditindas oleh CDP. Penemuan ini menggambarkan bahawa NFATc1 adalah sasaran kesan perencatan CDP(Cistanche deserticola polisakarida)pada laluan isyarat NF-κB dan MAPKs.

Cistanche deserticola polisakarida
5. Kesimpulan
Secara ringkasnya, kami mengekstrak dan membersihkan polisakarida aktif daripada CD dan menunjukkan bahawa CDP(Cistanche deserticola polisakarida)mempamerkan kesan perlindungan pada osteoporosis yang disebabkan oleh OVX dan memulihkan kehilangan tulang dengan menekan aktiviti dan fungsi osteoklas. Tambahan pula, CDP(Cistanche deserticola polisakarida)boleh menghalang pembezaan dan fungsi osteoklas yang disebabkan oleh RANKL dengan mengganggu laluan isyarat NF-κB dan MAPKs dan seterusnya menjejaskan pengaktifan NFATc1 hiliran. Kesimpulannya, penemuan kami menyediakan asas untuk pengembangan dan penggunaan CDP dalam rawatan osteoporosis.
Rujukan
Abdelmagid, SM, Sondag, GR, Moussa, FM, Belcher, JY, Yu, B., Stinnett, H., … Safadi, FF (2015). Mutasi dalam osteoactivin menggalakkan pengaktif reseptor pembezaan osteoklas yang dimediasi ligan NFkappaB (RANKL) dan kelangsungan hidup tetapi menghalang fungsi osteoklas. Jurnal Kimia Biologi, 290(33), 20128–20146. https://doi.org/10.1074/jbc.M114.624270.
Baek, JM, Kim, JY, Cheon, YH, Park, SH, Ahn, SJ, Yoon, KH, … Lee, MS(2014). Aconitum pseudolaeve var. erectum menghalang pengaktif reseptor faktor nuklear kappa-B ligan yang disebabkan osteoklastogenesis melalui c-Fos/faktor nuklear sel T yang diaktifkan, laluan isyarat sitoplasma 1 dan menghalangpolisakarida-kehilangan tulang yang disebabkan oleh tikus. Molekul, 19(8), 11628–11644. https://doi.org/ 10.3390/molecules190811628.
Hitam, DM, Bauer, DC, Schwartz, AV, Cummings, SR, & Rosen, CJ (2012). Meneruskan rawatan bifosfonat untukosteoporosisuntuk siapa dan untuk berapa lama? New England Journal of Medicine, 366(22), 2051–2053. https://doi.org/10.1056/ NEJMp1202623.
De Martinis, M., Di Benedetto, MC, Mengoli, LP, & Ginaldi, L. (2006). nyanyukosteoporosis: Adakah ia penyakit pengantara imun? Penyelidikan Keradangan, 55(10),399–404. https://doi.org/10.1007/s00011-006-6034-x.
Fuggle, NR, Curtis, EM, Ward, KA, Harvey, NC, Dennison, EM, & Cooper, C.(2019). Ramalan patah tulang, pengimejan dan saringan masukosteoporosis. Nature Reviews Endokrinologi, 15(9), 535–547. https://doi.org/10.1038/s41574-019-0220-8.
Hu, Y., Huang, J., Li, Y., Jiang, L., Ouyang, Y., Li, Y., … Zeng, Q. (2020).Cistanche deserticola polisakaridamendorong melanogenesis dalam melanosit dan mengurangkan tekanan oksidatif melalui mengaktifkan laluan NRF2/HO-1. Jurnal Perubatan Selular dan Molekul, 24(7), 4023–4035. https://doi.org/10.1111/jcmm.15038.
Huang, H., Ryu, J., Ha, J., Chang, EJ, Kim, HJ, Kim, HM, … Kim, HH (2006). Pembezaan osteoklas memerlukan TAK1 dan MKK6 untuk induksi NFATc1 dan transaktivasi NF-kappaB oleh RANKL. Kematian & Pembezaan Sel, 13(11), 1879–1891.
Liu, Y., Wang, C., Wang, G., Sun, Y., Deng, Z., Chen, L., … Xu, J. (2019). Loureirin B menindas osteoklastogenesis yang disebabkan oleh RANKL dan diovariektomiosteoporosismelalui melemahkan aktiviti NFATc1 dan ROS. Theranostics, 9(16), 4648–4662. https://doi. org/10.7150/thno.35414.
Rachner, TD, Khosla, S., & Hofbauer, LC (2011).Osteoporosis: Sekarang dan masa depan. Lancet, 377(9773), 1276–1287. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(10)62349-5.
Strom, O., Borgstrom, F., Kanis, JA, Compston, J., Cooper, C., McCloskey, EV, & Jonsson, B. (2011).Osteoporosis: Beban, peruntukan penjagaan kesihatan dan peluang di EU: Laporan yang disediakan dengan kerjasama AntarabangsaOsteoporosisYayasan (IOF) dan Persekutuan Persatuan Industri Farmaseutikal Eropah (EFPIA). Arkib daripadaOsteoporosis, 6, 59–155. https://doi.org/10.1007/ s11657-011-0060-1.
Pengenalpastian dan pencirian apolisakaridadaripada akar Morinda officinalis, sebagai inducer pembentukan tulang dengan pengawalan peningkatan ekspresi gen sasaran. Jurnal Antarabangsa Makromolekul Biologi, 133, 446–456.
Zhang, A., Yang, X., Li, Q., Yang, Y., Zhao, G., Wang, B., & Wu, D. (2018). Aktiviti imunostimulasi yang boleh diekstrak airpolisakaridadaripada Cistanche deserticola sebagai pembantu tumbuhan in vitro dan in vivo. PLoS One, 13(1), Perkara e0191356. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0191356.
Zhang, K., Ma, X., He, W., Li, H., Han, S., Jiang, Y., … Tu, P. (2014). Ekstrak Cistanche deserticola boleh menentang immunosenescence dan memanjangkan jangka hayat dalam tikus rawan tikus 8 (SAM-P8) yang dipercepatkan penuaan. Perubatan Pelengkap dan Alternatif berasaskan bukti, 2014(2), Artikel 601383. https://doi.org/10.1155/2014/601383.
Zhang, S., Zhang, Q., Zhang, D., Wang, C., & Yan, C. (2018).Anti-osteoporosis aaktiviti novel Achyranthes Biden tatapolisakaridamelalui pembentukan tulang yang merangsang. Polimer Karbohidrat, 184, 288–298. https://doi.org/10.1016/j.
Zheng, H., He, B., Wu, T., Cai, J., & Wei, J. (2020). Pengekstrakan, penulenan, dan aktiviti anti-osteoporosis apolisakaridadaripada Epimedium Maxim. dalam vitro. Jurnal Antarabangsa Makromolekul Biologi, 156, 1135–1145. https://doi. org/10.1016/j.ijbiomac.2019.11.145.

Suplemen cistanche deserticola








