年6月,奚小冰主任医师在《BIOMEDICINEPHARMACOTHERAPY》杂志发表题名为“TheextractofTrachelospermumjasminoides(Lindl.)Lem.vinesinhibitsosteoclastdifferentiationthroughtheNF-κB,MAPKandAKTsignalingpathways.”——络石藤提取物通过NF-κB,MAPK和AKT信号通路调控破骨细胞分化的研究论文。
伤骨科研究所江敏副研究员、伤科奚小冰主任医师、徐醒助理研究员为论文的通讯作者,伤科蒋涛住院医师、颜威住院医师为论文的 作者。
DOI:10./j.biopha..
中药是中华文明的瑰宝,在全民健康中发挥着重要作用,然而中药成分与作用机制的复杂性一定程度延缓了中药现代化与国际化的进程。络石藤(Trachelospermumjasminoides)是伤科常用药,中医理论认为络石藤具有祛风除湿、通络凉血、强壮筋骨作用,《本草汇言》中记载:“凡服此,能使血脉流通,经络调达,筋骨强利”。研究络石藤调控骨代谢的化学物质基础与作用机制,用现代研究方法阐明传统中药理论,具有重要的临床和社会意义。
本研究使用70% 溶液提取络石藤的化学成分,制备络石藤提取物;用HPLC-Q-TOF-MS法鉴定络石藤提取物中的主要成分;通过TRAP活性检测、TRAP染色、CCK-8、F-actin染色、骨吸收陷窝、实时定量PCR、westernblot等实验研究络石藤对RANKL诱导的原代小鼠破骨细胞分化过程及骨吸收功能的影响;通过网络药理学方法分析预测络石藤调控破骨细胞分化的可能药理学机制,并在分子水平进行验证。
研究结果表明:络石藤提取物(TJE)在体外抑制RANKL诱导的骨髓源单核-巨噬细胞向破骨细胞分化的过程,并抑制成熟破骨细胞的骨吸收功能。通过有效成分分析,揭示了TJE该作用的化学物质基础;通过网络药理学分析和实验验证,进一步阐明TJE通过干预RANK/RANKL途径中NF-κB信号通路,MAPK信号通路和AKT信号通路发挥抑制破骨细胞分化的作用,并下调RANK/RANKL途径的关键转录因子和基因的表达。该研究为络石藤的临床使用提供了新的指导意义,推动络石藤的进一步开发与应用。
Osteoclastsaretheonlycellsinthebodywithabone-resorptionfunction.Theidentificationofanti-osteoclastogenicagentsisimportantinmanagingbonelossdiseases.ThedriedvinesofTrachelospermumjasminoides(Lindl.)Lem.havebeenusedasaherbalmedicinetotreatmusculoskeletalsorenessinEastAsiaforhundredsofyears.Inthepresentstudy,wefocusedontheeffectofTrachelospermumjasminoides(Lindl.)Lem.extract(TJE)onosteoclastdifferentiation.Asindicatedbytartrate-resistantacidphosphatase(TRAP)staining,TJEinhibitedosteoclastogenesisinducedbyreceptoractivatorofnuclearfactor-κBligandfrombonemarrow-derivedmonocytes/macrophageswithoutshowinganycytotoxicity.Inaddition,TJEeffectivelysuppressedF-actinringformationandthebone-resorptionfunctionofosteoclasts.Thesubsequentstudiessuchasnetworkpharmacologyandmolecularinvestigation,revealedthatTJEinhibitedosteoclastogenesis-relatedgenesinadose-andtime-dependentmannerthroughNF-κB,MAPKandAKT-mediatedmechanismfollowedbythenuclearfactorofactivatedTcells,cytoplasmic1(NFATc1)/c-Fospathway.OurstudycouldpotentiallyexplaintheunderlyingmolecularpharmacologyofTJEinosteoclast-relateddiseases.Whatsmore,itsuggestedthatnetworkpharmacologycouldhelpthemodernizationoftraditionalChinesemedicine.
破骨细胞是体内 行使骨吸收功能的细胞,因此开发新型破骨细胞抑制剂对于骨代谢疾病防治十分重要。数百年来,络石藤在东亚都被用作治疗肌肉骨骼酸痛的草药。在这项研究中,课题组重点研究络石藤对破骨细胞分化的影响。抗酒石酸酸性 酶(TRAP)染色显示,络石藤提取物(TJE)在不影响细胞增殖的前提下,抑制了RANKL诱导的破骨细胞活化。此外,TJE有效抑制了F-actin环的形成和破骨细胞的骨吸收功能。网络药理学研究及分子水平研究揭示了TJE通过干预NF-κB,MAPK和AKT信号通路的方式,下调关键转录因子NFATc1/c-Fos通路;以剂量和时间依赖的方式抑制了破骨细胞分化标志性基因的表达,从而达到抑制破骨细胞分化的作用。研究解释了TJE在破骨细胞相关的骨代谢疾病中潜在的分子药理学机制,同时它也表明网络药理学为中药现代化研究中的重要工具。
作者简介
奚小冰主任医师,硕士研究生导师,上海交通大医院伤科科主任;研究方向:中医骨伤科学,康复辅具,智慧医疗。
江敏副研究员,上海交通大医院/上海市伤骨科研究所;研究方向:伤骨科中药现代化及创新药物研究。
徐醒助理研究员,上海交通大医院/上海市伤骨科研究所;研究方向:伤骨科中药现代化及创新药物研究。
蒋涛住院医师,上海交通大医院伤科;研究方向:中医骨伤科学。
颜威住院医师,上海交通大医院伤科;研究方向:中医骨伤科学。
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