杨梅苷通过调控GPR120/NF-κB信号抑制破骨分化的机制研究

The new role of traditional Chinese medicine in bone metabolism is a hot research point in recent years. In previous studies we found that traditional Chinese medicine monomer, myricitrin, can promote osteogenic differentiation in MC3T3-E1 and human bone marrow mesenchymal stem cells. In postmenopausal osteoporosis model, myricitrin can also protect from bone loss. However, it still remains unclear what role myricitrin plays and what the key molecular mechanism is in osteoclast differentiation process. Recently, we found that myricitrin was able to affect bone metabolism by inhibiting osteoclast differentiation through TRAP staining of bone tissue in a mouse osteoporosis model. On the basis of these research, from the animal, cell and molecule levels we will observe the phenomenon that myricitrin effects in osteoclast differentiation, explore the key molecular mechanisms, clarify whether GPR120/NF-κB signal plays a role in this process. Moreover,we will testify this signaling pathway in in vivo model. These studies can broaden the understanding of osteoporosis pathogenesis, find the signaling pathway that myricitrin effects in osteoclast differentiation, provide new theoretical basis for metabolic bone disease of target therapy. In short, it has very important significance.

传统中药在骨代谢中的新作用是近年的一个研究热点。在前期研究中我们发现，中药单体杨梅苷能够促进MC3T3-E1和人骨髓间充质干细胞的成骨分化，在绝经后小鼠骨质疏松模型中杨梅苷同样具有保护骨量的作用，但杨梅苷在破骨细胞分化过程中的作用及其关键分子机制仍不清楚。最近我们在骨质疏松小鼠模型中，通过骨组织TRAP染色发现，杨梅苷能够通过抑制破骨分化进而影响骨代谢。本项目拟在此基础上，从动物、细胞和分子水平观察杨梅苷调控破骨分化的现象，探究其关键分子机制，阐明GPR120/NF-κB信号在杨梅苷调控破骨分化中的作用，并在体内模型中验证此信号途径。这些研究可以拓宽对骨质疏松症发病机制的认识，还可以发现杨梅苷调控破骨分化的信号通路，为骨代谢性疾病的靶向治疗提供新的理论依据，具有十分重要的意义。

我们对于筛选出的新的用于抗骨质疏松的中药单体进行了详细的细胞实验和动物实验。原苏木素A，是从中国传统中药苏木中提取的中药单体，具有很多药理学活性。它是一个潜在的抗氧化剂。我们课题组在RAW264.7细胞中构建氧化损伤模型，在BALB/c小鼠中构建去势小鼠骨质疏松模型，来探讨原苏木素A能否通过部分地减少氧化应激来拮抗骨质疏松。我们检测了在氧化应激状态下，原苏木素A对于破骨细胞增殖及分化的影响。我们的结果表明，在氧化应激状态下，原苏木素A显著抑制了破骨细胞的增殖。TRAP染色、骨片分析及实时定量PCR的检测结果表明，原苏木素A抑制了一些破骨发生标志物的生成。另外，原苏木素A减少了RAW264.7细胞中活性氧的生成。在小鼠体内实验中，我们的实验表明，当用不同剂量原苏木素A干预小鼠后，明显提高了血清中氧化应激指标的生成，包括MDA和GSH等，同时抑制了破骨分化指标的生成，包括CTX-1和TRAP等。通过显微CT检测，我们发现原苏木素A的干预改善了去势小鼠松质骨的骨微结构。这些发现表明，原苏木素A的拮抗骨质疏松作用与其能够减少氧化应激相关，原苏木素A能够对骨吸收相关疾病发挥一定的保护作用，特别是骨质疏松。然而，原苏木素A通过减少氧化应激进而拮抗骨质疏松的具体分子机制仍然不清楚。我们通过查阅大量文献及一些预实验表明，FOXO分子通过活性氧或者不通过活性氧途径，在维持骨量平衡中扮演者重要的角色。然而，原苏木素A能否通过调控FOXO分子进而拮抗氧化应激发挥抗骨质疏松的作用仍然不清楚。这也将是我们课题组下一步的研究方向。已取得的研究成果可以深化我们对于骨代谢性疾病特别是骨质疏松症的认识，为骨质疏松症的分子靶向治疗提供新的理论依据，为临床治疗骨质疏松症提供新思路和导向，具有十分重要的意义。