基于雌激素受体介导抗氧化的宝藿苷I抗骨质疏松作用机制研究

Osteoporosis is a worldwide health issue. Herba epimedii had remarkable effects on osteoporosis and had no obvious toxicity. Our team found that Baohuoside I’s content, absorption and efficacy in vitro is better,but the efficacy in vivo and mechanism are not clear. It has both estrogenic and antioxidant properties, so we used osteoporosis models made by typical ovariectomy and peroxidation damage to explore the anti-osteoporosis and antioxidation effects of Baohuoside I in vivo. Execute the mechanism research surrounding ROS/FoxO/PPARγ/β-catenin、JNK/Akt/Wnt for proliferation and differentiation of osteoblast and OPG/RANKL/RANK for maturity and survival of osteoclasts by improved co-culture model. We also explored the role of ER by ICI and siRNA to illuminate the anti-osteoporosis mechanism of Baohuoside I and the role of ER in it. We hope the study can provide an experimental basis for the anti-osteoporosis research of Baohuoside I, as well as a beneficial exploration for natural antioxidants as anti-osteoporosis drugs.

骨质疏松症是世界性的健康问题。淫羊藿抗骨质疏松效果显著且无明显毒副作用，课题组前期研究发现其单体宝藿苷I含量较高、吸收度好、体外药效明显，但体内药效和作用机制不够明确。宝藿苷I兼具雌激素样作用和抗氧化特性，故研究采用经典卵巢切除和过氧化损伤法造骨质疏松模型，考察宝藿苷I体内抗骨质疏松和抗氧化作用。采用改良的成骨-破骨共培养模型以更好模拟成骨、破骨细胞的相互影响，从ROS/FoxO/PPARγ/β-catenin和JNK/Akt/Wnt通路研究成骨细胞分化、增殖；从OPG/RANKL/RANK通路考察破骨细胞成熟、存活。同时应用ER拮抗剂ICI和ER siRNA基因沉默的手段研究ER的作用，以阐明宝藿苷I抗骨质疏松的作用机制及ER在起效机制中的地位，为应用宝藿苷I治疗骨质疏松提供实验基础，以及为天然抗氧化剂作为抗骨质疏松药物做出有益探索。

骨质疏松是一种以骨量低、骨组织微结构损坏，导致骨脆性增加、易发生骨折为特征的全身性骨病，是世界性的健康问题。淫羊藿是中医治疗骨质疏松使用频率最高的中草药之一，其抗骨质疏松效果显著且无明显毒副作用。课题组前期研究发现淫羊藿的单体成分宝藿苷1含量高、吸收度好、体外药效明显，但其体内抗骨质疏松活性和作用机制尚不够明确。研究表明宝藿苷1兼具雌激素样作用和抗氧化特性，本项目采用经典双侧卵巢切除和过氧化损伤法造小鼠骨质疏松模型，考察宝藿苷1体内抗骨质疏松和抗氧化作用，探讨过氧化与骨质疏松发生发展的关系；在细胞水平围绕FoxO、PPARγ、Wnt/β-catenin、PI3K/AKT等考察宝藿苷1的抗骨质疏松机制；同时应用RNAi技术干扰ER表达，考察ER在宝藿苷1抗骨质疏松中的作用。研究结果显示，宝藿苷1可提升骨小梁数量同时降低骨小梁间距等改善骨微结构、增加骨矿密度和骨承重，缓解小鼠骨质疏松；过氧化会增加血清MDA和TRACP水平、加大骨小梁间距，加剧小鼠骨质疏松；宝藿苷1增加成骨细胞活性、抑制破骨细胞活性，其可促进Runx2和OPN的mRNA表达、同时抑制MMP9和Ctsk的mRNA表达，通过调控PI3K/AKT实现抗骨质疏松作用；ER表达被抑制后，宝藿苷1的抗骨质疏松作用减弱。项目从体内、体外两个方面开展研究，证实了宝藿苷1的体内抗骨质疏松活性，考察了宝藿苷1抗骨质疏松的作用机制，为淫羊藿及其单体的抗骨质疏松研究提供了实验基础和有益探索。