Abstrakt

Objektiv:
At undersøge virkningerne af acteosid på osteoblast- og osteoklastaktivitet i ovariektomiserede (OVX) mus.

Metoder:
En postmenopausal osteoporose-musemodel blev etableret ved ovariektomi (OVX). Halvtreds C57BL/6-mus blev tilfældigt opdelt i fem grupper: sham-opereret gruppe, modelgruppe, østrogengruppe, lavdosis acteosidgruppe og højdosis acteosidgruppe med 10 mus i hver gruppe.

Kropsvægt blev registreret. Knoglehistomorfometrisk analyse blev udført ved hjælp af mikrocomputertomografi (mikro-CT). Serumniveauer af østradiol (E2), CTX-1, PINP og ALP blev målt ved hjælp af tilsvarende assaysæt. Livmodervægt blev registreret. TRAP-farvning blev brugt til at observere antallet af osteoklaster. Immunhistokemi blev brugt til at påvise Runx2-proteinekspression. Real-time kvantitativ RT-PCR (qRT-PCR) og Western blot-analyse blev brugt til at evaluere ekspressionen af ​​markører relateret til knogledannelse og knogleresorption.

Resultater:
Sammenlignet med den sham-opererede gruppe viste mus i modelgruppen signifikant øget kropsvægt, signifikant nedsat uterinvægt og serum E2, PINP og ALP niveauer og signifikant øgede serum CTX-1 niveauer. Knogleparametre inklusive BMD, BV/TV, Tb.N, Tb.Th, PINP, ALP, Runx2, OCN og Col1 blev signifikant reduceret, mens Tb.Sp var signifikant øget. I lårbensvæv var ALP-, OCN- og Col1-mRNA-ekspression signifikant reduceret, hvorimod NFATc1- og c-fos-mRNA-ekspression såvel som Runx2-, p-IκB og p-Akt-proteinekspression var signifikant øget (P<0.05P < 0.05P<0.05). The number of osteoclasts was also increased.

Sammenlignet med modelgruppen viste alle behandlingsgrupper signifikant reduceret kropsvægt, signifikant øgede serum-PINP- og ALP-niveauer og signifikant reducerede serum-CTX-1-niveauer. BMD, BV/TV, Tb.N, Tb.Th, PINP, ALP, Runx2, OCN og Col1 var signifikant øget, mens Tb.Sp var signifikant reduceret. I lårbensvæv var ALP-, OCN- og Col1-mRNA-ekspression signifikant øget, hvorimod NFATc1- og c-fos-mRNA-ekspression, såvel som Runx2, p-IκB og p-Akt-proteinekspression, var signifikant reduceret (P<0.05P < 0.05P<0.05). The number of osteoclasts was reduced.

Konklusion:
Acteosid udøver en dobbelt regulerende effekt på knogleombygning i OVX-mus. Det kan forbedre OVX-induceret knogletab ved at hæmme osteoklast-medieret knogleresorption gennem suppression af NF-κB/Akt/NFATc1/c-fos-vejen, mens det fremmer osteoblast-drevet knogledannelse gennem aktivering af Runx2/OCN/Col1-aksen.

Nøgleord:
Acteosid; postmenopausal osteoporose; osteoblaster; osteoklaster

Hvad er osteoporose?

Osteoporose (OP) er en almindelig og ofte tavs skeletsygdom karakteriseret ved nedsat knoglemineraltæthed, forringelse af knoglemikrostruktur, øget knogleskørhed og en højere risiko for frakturer. Globalt er cirka 18,3 % af befolkningen berørt, hvor postmenopausale kvinder er særligt sårbare. Denne tilstand er kendt som postmenopausal osteoporose (PMOP) [1].

Østrogen spiller en central regulerende rolle i knogleombygning gennem flere mekanismer. Under knogleombygning opretholder osteoklaster og osteoblaster en dynamisk balance mellem knogleresorption og knogledannelse. Når osteoblastaktiviteten falder og/eller osteoklastaktiviteten bliver overdreven, forstyrres denne balance, hvilket fører til alvorligt knoglematrixtab [2].

Derfor kan regulering af funktionen og dannelsen af ​​osteoblaster og osteoklaster være en effektiv strategi til behandling af østrogen-mangel-relateret osteoporose.

Hvorfor se på urteforbindelser for osteoporose?

Nuværende almindelige medicin mod osteoporose inkluderer bisfosfonater, teriparatid, raloxifen og selektive østrogenreceptormodulatorer. Disse lægemidler kan være effektive, men de kan også forårsage uønskede virkninger såsom gastrointestinalt ubehag og i sjældne tilfælde osteonekrose i kæben. Disse bekymringer kan begrænse langvarig brug.

I de senere år er stigende opmærksomhed blevet rettet mod traditionel urtemedicin til støtte for knoglesundhed, især ved postmenopausal osteoporose.

Rehmannia-rod, en traditionel kinesisk urt, er kendt for at nære nyrerne og fremme blodcirkulationen. Det bruges ofte i urteformler til osteoporose [3]. Adskillige kliniske undersøgelser har rapporteret, at kinesiske urteformler indeholdende Rehmannia kan hjælpe med at forbedre knoglemineraltætheden, lindre smerter og forbedre kliniske symptomer hos patienter med osteoporose [4].

Acteosid er et vandopløseligt phenylethanoid glycosid, der findes i Rehmannia, Cistanche, Plantago frø og andre lægeplanter. Det er blevet rapporteret at have antioxidanter, anti-inflammatoriske, antidiabetiske og knogledannelsesfremmende aktiviteter [5].

En undersøgelse baseret på systematisk gennemgang og datamining af flere databaser antydede, at acteosid kan være en af ​​de vigtigste aktive komponenter i kinesiske urteformler til postmenopausal osteoporose [6]. Netværksfarmakologiske undersøgelser har også indikeret, at acteosid kan være en vigtig aktiv ingrediens i urteformler såsom Qigu Capsule og Zuogui/Yougui-piller til behandling af postmenopausal osteoporose [7,8].

Disse resultater tyder på, at acteosid kan være en lovende naturlig forbindelse til knoglesundhed. Dens præcise virkningsmekanisme er dog endnu ikke helt klarlagt.

Denne undersøgelse var designet til at undersøge virkningerne af acteosid på osteoblast- og osteoklastaktivitet i en ovariektomiseret musemodel, med det formål at give et videnskabeligt grundlag for yderligere udvikling af acteosid i osteoporose-relateret forskning.

 

1. Materialer og instrumenter

1.1 Forsøgsdyr

Halvtreds SPF-grade 6 uger gamle hun C57BL/6 mus blev købt fra Hebei Experimental Animal Center, licensnummer SCXK (Hebei) 2022-001. Musene vejede 20-23 g.

Alle mus blev holdt under en 12-timers lys/mørke-cyklus med stuetemperatur styret til 22±3∘C22 \\pm 3^\\circ C22±3∘C, fugtighed på 55±5%55 \\pm 5\\%55±5%, og tilstrækkelig mad og vand tilvejebragt. Efter en uges adaptiv fodring blev forsøget udført.

1.2 Lægemidler og reagenser

Acteosid, med en renhed på 98% og batchnummer CFN97048, blev købt fra Wuhan ChemFaces.

Estradiolvalerattabletter, specifikation 1 mg × 21 tabletter, blev købt fra Bayer Healthcare Co., Ltd., Guangzhou.

Museserumøstradiol (E2), alkalisk phosphatase (ALP), type I collagen tværbundet C-terminalt telopeptid (CTX-1) og procollagen type I N-terminalt propeptid (PINP) assaysæt blev købt fra Beyotime Biotechnology, Shanghai.

RIPA-lysebuffer blev opnået fra Sigma, USA. Bio-Rad DC Protein Assay Kit blev opnået fra Bio-Rad Laboratories, USA. Anti-phospho-Akt, anti-Akt, anti-phospho-IκB og anti-IκB antistoffer blev købt fra Cell Signaling Technology, USA. Anti-Runt-relateret transkriptionsfaktor 2 (Runx2) antistof blev købt fra Santa Cruz Biotechnology, USA. TRAP-farvningssæt blev købt fra Sigma, USA. TRIzol-reagens og RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit blev købt fra Thermo Fisher Scientific, USA.

1.3 Hovedinstrumenter

De vigtigste anvendte instrumenter omfattede:

SKYSCAN 1276 mikrocomputertomografiscanner, Bruker Technology, Beijing

SpectraMax M mikropladelæser, Molecular Devices, Shanghai

FA2004N elektronisk analytisk vægt, Sailun Instruments, Beijing

WMP-6105 optisk mikroskop, Wumo Optical Instruments, Shanghai

VeritiPro kvantitativt PCR-system i realtid og PowerEase elektroforeseapparat, Thermo Fisher Scientific, Shanghai

 

2. Metoder

2.1 Modeletablering og gruppering

C57BL/6 mus blev tilfældigt opdelt i fem grupper:

Sham-opereret gruppe

Modelgruppe

Østrogengruppe, 1 mg/kg1 \\text{ mg/kg}1 mg/kg

Lavdosis acteosidgruppe, 50 mg/kg50 \\text{ mg/kg}50 mg/kg

Højdosis acteosidgruppe, 150 mg/kg150 \\text{ mg/kg}150 mg/kg

Hver gruppe indeholdt 10 mus.

Alle dyr blev bedøvet med 2% natriumpentobarbital. Et lille snit blev lavet for at blotlægge æggestokkene. Æggestokkene blev forsigtigt lokaliseret og fjernet for at etablere OVX-modellen. I den fupopererede gruppe blev kun fedtvævet nær æggestokkene fjernet.

Efter operationen fik alle mus intramuskulær penicillin med 50.000 U/dag i 3 på hinanden følgende dage.

Efter operationen:

Østrogengruppen modtog østradiolvalerat i en mængde på 1 mg/kg1 \\text{ mg/kg}1 mg/kg ved sondemad en gang dagligt.

Lav- og højdosis acteosidgrupperne modtog acteosid ved sonde en gang dagligt.

De sham-opererede grupper og modelgrupper modtog renset vand med 10 mg/kg10 \\text{ mg/kg}10 mg/kg ved sonde.

Mus blev aflivet 4 uger efter operationen. Lårvævs- og blodprøver blev indsamlet. Lårbenene blev fikseret i 4 % paraformaldehyd i 48 timer og evalueret ved hjælp af mikro-CT.

2.2 Mikro-CT-detektion

Den venstre lårben på hver mus blev scannet ved hjælp af højopløsnings mikro-CT. Scanningsparametrene var:

Spænding: 50 kV

Strøm: 55 μA

Isotrop opløsning: 6 μm

Femoral scanning blev udført ved 2 mm proksimalt i forhold til vækstpladen, med 720 sektioner scannet hver gang.

Mikro-CT-data blev analyseret ved hjælp af INFINITT-Xelis-software. De evaluerede strukturelle parametre omfattede:

Knoglemineraltæthed (BMD)

Knoglevolumen/totalvolumen (BV/TV)

Trabekulær tykkelse (Tb.Th)

Trabekulær separation (Tb.Sp)

Trabekulært tal (Tb.N)

2.3 Biokemiske blodindikatorer

Blodprøver blev opsamlet og centrifugeret ved 1.300 r/min i 15 minutter ved 4∘C4^\\circ C4∘C. ELISA-sæt blev brugt til at måle serumniveauer af:

CTX-1, en knogleresorptionsmarkør

PINP, en knogledannelsesmarkør

ALP, en knogledannelsesmarkør

2.4 FÆLDE-farvning

Efter fiksering blev muse-lårbenene afkalket i EDTA i 10 dage. De blev derefter dehydreret, indlejret i paraffin og forberedt i 6 μm sektioner.

Sektionerne blev udsat for xylenafvoksning, ethanolrehydrering og TRAP-farvning. Efterfølgende blev sektionerne dehydreret, ryddet og monteret.

2.5 Immunhistokemi (IHC) farvning

Til Runx2 immunhistokemi blev 5 μm sektioner skåret ved hjælp af en mikrotom, derefter afvokset og hydreret.

Endogen peroxidase blev blokeret med 0,3 % hydrogenperoxid i PBS i 30 minutter.

For at reducere uspecifik farvning blev sektioner inkuberet i 1 time i PBS indeholdende 10 % normalt hesteserum og 0,1 % Triton X-100.

Sektioner blev inkuberet natten over ved 4∘C4^\\circ C4∘C med anti-Runx2 primært antistof i en fortynding på 1:1.000.

Derefter blev sektioner vasket med PBS og inkuberet med biotinyleret kanin-anti-ged IgG i en fortynding på 1:200 i 2 timer, efterfulgt af inkubation med avidin-biotin-peroxidase-kompleks i 1 time.

Antigenfarveudvikling blev udført under anvendelse af 3,3'-diaminobenzidintetrahydrochloridopløsning indeholdende 0,003% hydrogenperoxid. Hæmatoxylinopløsning blev brugt til modfarvning.

2.6 Kvantitativ RT-PCR i realtid (qRT-PCR)

RNA blev ekstraheret under anvendelse af TRIzol-reagens. Mængden af ​​RNA i hver prøve blev normaliseret til 1 ug til cDNA-syntese.

cDNA blev syntetiseret ved hjælp af RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit.

qRT-PCR blev udført ved hjælp af Exicycler-96 real-time kvantitative termiske cykler.

Amplifikationsparametrene var:

Indledende denaturering ved 95∘C95^\\circ C95∘C i 5 minutter

40 cyklusser af tre-trins PCR:

Denaturation at 95∘C95^\circ C95∘C for 1 minute

Udglødning ved 60∘C60^\\circ C60∘C i 30 sekunder

Final extension at 72∘C72^\circ C72∘C for 1 minute

Data blev normaliseret under anvendelse af GAPDH og evalueret som gennemsnitlige foldændringer. Relativ genekspression blev beregnet ved hjælp af 2−ΔΔCt2^{-\\Delta\\Delta Ct}2−ΔΔCt metoden.

2.7 Western blot-analyse

Cells were lysed using RIPA lysis buffer containing protease inhibitors and phosphatase inhibitors I and II.

Proteinkoncentrationen blev bestemt under anvendelse af Bio-Rad DC Protein Assay Kit.

Equal amounts of protein, 20ug20 \mu g20ug per lane, were loaded onto 10% sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) gels and transferred to Immobilon-P polyvinylidene fluoride membranes.

Membraner blev blokeret med 5 % skummetmælk i 1 time og derefter inkuberet natten over ved 4∘C4^\\circ C4∘C med primære antistoffer.

Efter vask tre gange med Tris-bufret saltvand indeholdende 0,1 % Tween-20 (TBST), blev membraner inkuberet med anti-muse eller anti-kanin IgG peberrodsperoxidase-konjugeret sekundært antistof i en fortynding på 1:3.000 i 1 time.

Proteiner blev visualiseret ved kemiluminescens under anvendelse af et ECL-kit.

2.8 Statistisk analyse

Alle eksperimentelle test blev udført mindst tre gange.

Sammenligninger mellem flere grupper blev udført ved hjælp af en-vejs variansanalyse. Parvise sammenligninger mellem grupper blev udført ved hjælp af Tukeys multiple sammenligningstest.

SPSS 14.0 software blev brugt til statistisk analyse. En værdi af P<0.05P < 0.05P<0.05 was considered statistically significant.

 

3. Resultater

3.1 Virkninger af Acteosid på serum E2-niveau, livmodervægt, kropsvægt og livmoderindeks hos OVX osteoporotiske mus

Som vist i figur 1, sammenlignet med den sham-opererede gruppe, havde mus i modelgruppen signifikant lavere serum-E2-niveauer, uterinvægt og uterinindeks, mens kropsvægten var signifikant øget (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Sammenlignet med modelgruppen viste mus i alle behandlingsgrupper signifikant reduceret kropsvægt (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Figur 1. Virkninger af acteosid på serum E2-niveau, livmodervægt, kropsvægt og livmoderindeks i OVX osteoporotiske mus

A. Sham-opereret gruppe
B. Modelgruppe
C. Østrogengruppe
D. Lavdosis acteosidgruppe
E. Højdosis acteosidgruppe

Note:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modelgruppe;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

 

3.2 Virkninger af akteosid på knoglehistomorfometriske parametre i OVX osteoporotiske mus

Som vist i figur 2, sammenlignet med den sham-opererede gruppe, viste mus i modelgruppen signifikant nedsat BMD, BV/TV, Tb.N og Tb.Th, mens Tb.Sp var signifikant øget (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Sammenlignet med modelgruppen viste alle behandlingsgrupper signifikant øget BMD, BV/TV, Tb.N og Tb.Th, mens Tb.Sp var signifikant nedsat (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Figur 2. Virkninger af acteosid på knoglehistomorfometriske parametre i OVX osteoporotiske mus

A. Sham-opereret gruppe
B. Modelgruppe
C. Østrogengruppe
D. Lavdosis acteosidgruppe
E. Højdosis acteosidgruppe

Note:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modelgruppe;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

 

3.3 Virkninger af akteosid på serum knoglemetabolisme-relaterede indikatorer i OVX osteoporotiske mus

Som vist i figur 3, sammenlignet med den sham-opererede gruppe, viste mus i modelgruppen signifikant nedsatte serum PINP- og ALP-niveauer, mens CTX-1-niveauer var signifikant forøgede (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Sammenlignet med modelgruppen viste alle behandlingsgrupper signifikant øgede serum PINP- og ALP-niveauer, mens CTX-1-niveauer var signifikant faldet (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Figur 3. Virkninger af acteosid på serum knoglemetabolisme-relaterede indikatorer i OVX osteoporotiske mus

A. Sham-opereret gruppe
B. Modelgruppe
C. Østrogengruppe
D. Lavdosis acteosidgruppe
E. Højdosis acteosidgruppe

Note:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modelgruppe;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

Figur 4. Virkninger af acteosid på antallet af osteoklaster i lårbenet hos OVX osteoporotiske mus (TRAP-farvning)

A. Sham-opereret gruppe
B. Modelgruppe
C. Østrogengruppe
D. Lavdosis acteosidgruppe
E. Højdosis acteosidgruppe

Figur 5. Virkninger af acteosid på Runx2-proteinekspression i lårbensvæv fra OVX osteoporotiske mus (IHC, ×400)

A. Sham-opereret gruppe
B. Modelgruppe
C. Østrogengruppe
D. Lavdosis acteosidgruppe
E. Højdosis acteosidgruppe

Figur 6. Virkninger af acteosid på ALP, OCN, Col1, NFATc1 og c-fos mRNA-ekspression i lårbensvæv fra OVX osteoporotiske mus

A. Sham-opereret gruppe
B. Modelgruppe
C. Østrogengruppe
D. Lavdosis acteosidgruppe
E. Højdosis acteosidgruppe

Note:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modelgruppe;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

3.4 Virkninger af Acteosid på antallet af osteoklaster i lårbensvævet hos OVX osteoporotiske mus

Som vist i figur 4 blev antallet af TRAP-positive osteoklaster i modelgruppen øget sammenlignet med den sham-opererede gruppe.

Sammenlignet med modelgruppen var antallet af TRAP-positive osteoklaster faldet i alle behandlingsgrupper.

3.5 Virkninger af Acteosid på Runx2-proteinekspression i lårbensvæv hos OVX osteoporotiske mus

Som vist i figur 5, sammenlignet med den sham-opererede gruppe, blev Runx2-protein-positiv ekspression i lårbensvæv reduceret i modelgruppen.

Sammenlignet med modelgruppen var Runx2-proteinpositiv ekspression i lårbensvæv øget i alle behandlingsgrupper.

3.6 Virkninger af Acteosid på ALP, OCN, Col1, NFATc1 og c-fos mRNA-ekspression i lårbensvæv fra OVX osteoporotiske mus

Som vist i figur 6, sammenlignet med den sham-opererede gruppe, var femoral ALP, OCN og Col1 mRNA ekspression signifikant reduceret i modelgruppen, mens NFATc1 og c-fos mRNA ekspression var signifikant øget (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Sammenlignet med modelgruppen viste alle behandlingsgrupper signifikant øget ALP-, OCN- og Col1-mRNA-ekspression, mens NFATc1- og c-fos-mRNA-ekspression var signifikant reduceret (P<0.05P < 0.05P<0.05).

 

Figur 7. Virkninger af acteosid på p-IκB og p-Akt proteinekspression i lårbensvæv fra OVX osteoporotiske mus

A. Sham-opereret gruppe
B. Modelgruppe
C. Østrogengruppe
D. Lavdosis acteosidgruppe
E. Højdosis acteosidgruppe

Note:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modelgruppe;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

 

4. Diskussion

Osteoporose er en almindelig metabolisk knoglesygdom karakteriseret ved nedsat knoglemineraltæthed, ødelæggelse af knoglemikrostruktur, øget knogleskørhed og forhøjet risiko for frakturer.

Cirka 200 millioner mennesker verden over er ramt af osteoporose. Med befolkningens aldring lægger dens høje forekomst og dødelighed en stor byrde på samfundet.

Postmenopausal osteoporose er hovedsageligt forårsaget af østrogenmangel og er den mest almindelige type osteoporose. Dens typiske træk omfatter faldende østrogenniveauer og kontinuerligt calciumtab med aldring.

Den patologiske mekanisme for osteoporose er karakteriseret ved reduceret knoglemasse og ødelæggelse af trabekulær mikrostruktur. Dette skyldes direkte en ubalance mellem osteoklastdannelse og osteoblastdannelse [9].

I betragtning af den vigtige indflydelse af østrogenmangel på osteoporose, brugte denne undersøgelse en ovariektomi-induceret musemodel til at evaluere de anti-osteoporotiske virkninger af acteosid.

For det første bekræftede denne undersøgelse, at OVX forårsagede østrogenmangel, uterusatrofi og knogletab hos mus, mens eksogent E2-tilskud forbedrede uterusatrofi og knogletab hos OVX-mus.

Derudover fandt denne undersøgelse, at acteosid ikke ændrede serum E2-niveauer eller livmodervægt hos OVX-mus, men det forbedrede knoglemineraltætheden og knoglemikrostrukturen betydeligt og forbedrede derved knogletab.

Dette blev afspejlet af øget lårbens-BMD, BV/TV, Tb.N og Tb.Th, samt nedsat Tb.Sp.

Blandt disse parametre:

BMD evaluerer effektivt graden af ​​knogletab.

BV/TV afspejler spongiløs knoglemasse.

Tb.N, Tb.Sp og Tb.Th bruges hovedsageligt til at evaluere den rumlige morfologi af trabekulær knogle [10].

 

Hvordan Acteoside kan understøtte knogleombygning

En ubalance mellem knogledannelse og knogleresorption betragtes som en væsentlig mekanisme for osteoporose.

Nuværende osteoporosebehandlinger omfatter hovedsageligt:

Anti-resorptive lægemidler, såsom bisfosfonater, som hæmmer osteoklastaktivitet

Anabolske midler, såsom parathyreoideahormon, der fremmer osteoblastfunktionen

Selvom disse lægemidler har klare fordele for knoglesundheden, kan de også være forbundet med bivirkninger, herunder kvalme, opkastning, mavesmerter og øgede risici relateret til brystkræft og endometriecancer [11].

En ideel osteoporosestrategi ville være en forbindelse med dobbelt regulatorisk aktivitet og færre bivirkninger: en der kan hæmme osteoklastdifferentiering og samtidig øge osteoblastaktiviteten.

Denne undersøgelse viste, at acteosid reducerede serum-CTX-1-niveauer og øgede serum-PINP- og ALP-niveauer.

Serum ALP og PINP er markører for knogledannelse, mens CTX-I er en markør for knogleresorption [12].

Disse resultater tyder på, at acteosid kan regulere knoglemetabolisme i OVX-mus ved at fremme knogledannelse og hæmme knogleresorption, hvilket viser en potentiel dobbelt regulatorisk effekt på knogleomsætning.

 

Acteoside May Help Reduce Osteoclast-Mediated Bone Resorption

Histologisk analyse viste, at acteosidbehandling reducerede antallet af TRAP-positive celler, nemlig osteoklaster, i den trabekulære knogle nær lårbensvækstpladen hos OVX-mus.

Dette tyder på, at acteosid kan hæmme OVX-induceret osteoklastaktivering.

I knoglemikromiljøet er osteoklaster specialiserede multinukleære makrofager dannet ved differentiering af monocytter induceret af RANKL og makrofagkolonistimulerende faktor.

Den RANKL-inducerede signaleringskaskade spiller en central rolle i reguleringen af ​​osteoklastaktivitet. Efter at RANKL binder sig til sin receptor RANK, rekrutterer den TNF-receptor-associeret faktor 6, som yderligere aktiverer nedstrøms NF-KB-vejen.

I den klassiske NF-KB-vej binder IκB til NF-KB og forhindrer dets nukleare translokation. Under osteoklastdifferentiering phosphoryleres og nedbrydes IκB, hvilket resulterer i aktivering af NF-KB-vejen.

Derudover spiller Akt en vigtig rolle i osteoklastdifferentiering [13]. RANKL- og M-CSF-stimulering kan aktivere Akt, som fremmer NFATc1-kernelokalisering gennem phosphorylering af glykogensyntasekinase 3, og derved inducerer osteoklastdannelse.

Aktivering af NF-KB og Akt udløser ekspression af de vigtigste osteoklastdifferentieringsfaktorer c-fos og NFATc1. Disse to kerneregulatorer påvirker differentieringen af ​​osteoklastprækursorer til modne osteoklaster ved at regulere ekspressionen af ​​osteoklastspecifikke gener.

Denne undersøgelse viste, at acteosid-behandling hæmmede IκB-nedbrydning i lårbensvæv fra OVX-mus og derved blokerede NF-KB-vejaktivering. Det reducerede også specifikt Akt-phosphorylering og hæmmede c-fos- og NFATc1-proteinekspression.

Disse resultater indikerer, at acteosid kan hæmme osteoklastdifferentiering og forhindre OVX-induceret knogleresorption ved at blokere NF-KB- og Akt-vejene og nedregulere NFATc1- og c-fos-ekspression.

 

Acteoside kan fremme osteoblast-drevet knogledannelse

Runx2 er en vigtig transkriptionsfaktor i knogledannelse. Det udtrykkes kun i osteoblaster og mineraliseret væv og spiller en vigtig rolle i osteoblastdifferentiering ved at inducere centrale osteoblastspecifikke markørgener, herunder ALP, OCN og Col1 [14].

Blandt disse:

ALP er en tidlig fænotypisk markør for osteoblastdifferentiering. Dets aktivitet afspejler det indledende stadium af osteoblastdifferentiering og spiller en vigtig rolle i knoglemineralisering ved at initiere og/eller fremme hydroxyapatitkrystaldannelse i osteoblastmatrixvesikler.

OCN og Col1 udtrykkes i de senere stadier af osteoblastdifferentiering, der ledsager initieringen af ​​ekstracellulær matrixmineralisering [15].

Gennem immunhistokemisk analyse fandt denne undersøgelse, at acteosid øgede proteinekspressionen af ​​den osteogene markør Runx2 i lårbensvæv, hvilket tyder på, at det kan fremme knogledannelse i OVX-mus.

Samtidig blev nedregulering af osteoblast-specifikke markørgener ALP, OCN og Col1 observeret i lårbensvævet hos OVX-mus, mens acteosidbehandling delvist reverserede OVX-induceret undertrykkelse af osteoblast-specifik gentranskription.

Disse resultater tyder på, at acteosid kan fremme osteogenese ved at forbedre både de tidlige og sene stadier af osteoblastdifferentiering og derved understøtte osteoblastdifferentiering og mineralaflejring.

 

Hvad dette betyder for folk, der er interesserede i urtestøtte til osteoporose

For folk, der leder efter naturlægemidler eller naturlige tilgange til at støtte knoglesundhed, tilbyder denne undersøgelse en meningsfuld videnskabelig retning.

Acteosid er ikke blot et "calciumtilskud". I stedet tyder denne forskning på, at den kan virke dybere ved at hjælpe med at regulere balancen mellem to vigtige typer knogleceller:

Osteoblaster, som bygger knogler

Osteoklaster, som nedbryder knogler

Sunde knogler afhænger af balancen mellem disse to processer. Ved postmenopausal osteoporose bliver knogleresorption ofte stærkere end knogledannelse, hvilket fører til gradvist knogletab.

Ifølge denne museundersøgelse kan acteosid hjælpe med at genoprette denne balance ved at:

Understøtter osteoblast-relateret knogledannelse

Reduktion af osteoklastrelateret knogleresorption

Forbedring af knoglemineraltæthed og trabekulær knoglestruktur

Regulering af vigtige molekylære veje relateret til knogleombygning

For kunder, der er interesseret i naturlægemidler til knoglesundhed, giver dette et lovende forskningsgrundlag for akteosidrige botaniske stoffer såsom Rehmannia og Cistanche.

Det er dog vigtigt at være ansvarlig og realistisk: denne undersøgelse blev udført på mus, ikke mennesker. Derfor bør acteosid ikke præsenteres som en dokumenteret kur mod osteoporose hos mennesker. Personer, der er diagnosticeret med osteoporose, bør konsultere en kvalificeret sundhedspersonale, især hvis de allerede bruger receptpligtig medicin eller hormonrelateret behandling.

Alligevel, for dem, der søger en naturlig knoglestøttestrategi, er acteosid en forbindelse, der er værd at være opmærksom på, fordi den understøttes af ny mekanistisk forskning.

 

Konklusion

Sammenfattende synes acteosid at udøve en dobbelt regulatorisk effekt på knogleombygning i OVX-mus.

Det kan hæmme osteoklast-medieret knogleresorption ved at undertrykke aktivering af NF-KB/Akt/NFATc1/c-fos-vejen.

Samtidig kan det fremme osteoblast-drevet knogledannelse ved at aktivere Runx2/OCN/Col1-aksen.

Gennem disse mekanismer forbedrede acteosid OVX-inducerede stigninger i knogleresorption og reduktioner i knogledannelse, hvilket i sidste ende hjalp med at reducere knogletab hos mus.

Denne forskning blev dog kun udført i en dyremodel. Fremtidige undersøgelser bør etablere tilsvarende cellemodeller for yderligere at udforske, hvordan acteosid regulerer osteoblast- og osteoklastfunktion in vitro. Flere humane kliniske undersøgelser er også nødvendige, før acteosid kan anbefales som en terapeutisk mulighed for osteoporose.

Akteosid repræsenterer indtil videre en lovende naturlig forbindelse til yderligere udvikling inden for knoglesundhed og osteoporose-relateret forskning.

---

Referencer

[1] Brown JP. Langtidsbehandling af postmenopausal osteoporose.Endocrinol Metab (Seoul), 2021, 36(3): 544–552.

[2] Fischer V, Haffner-Luntzer M. Interaktion mellem knogle- og immunceller: Implikationer for postmenopausal osteoporose.Semin Cell Dev Biol, 2022, 123: 14–21.

[3] He Yuchi, Liu Ya. Udforskning af Liuwei Dihuang-pillens molekylære mekanisme til behandling af diabetesrelateret osteoporose baseret på netværksfarmakologi og molekylær docking.Traditionel kinesisk medicin, 2025, 14(7): 6.

[4] Tan Xiaoyan, Li Xinhua, Chen Guanghua, et al. Klinisk effekt af Liuwei Dihuang Pill kombineret med zoledronsyre i behandlingen af ​​postmenopausal osteoporose.China Journal of Pharmaceutical Economics, 2024, 19(10): 47–51.

[5] Xiao Y, Ren Q, Wu L. Akteosids farmakokinetiske egenskaber og farmakologiske aktivitet: En gennemgang.Biomed Pharmacother, 2022, 153: 113296.

[6] Zhou Yu. Systematisk evaluering og udforskning af regler for medicinering af recepter på traditionel kinesisk medicin til postmenopausal osteoporose og mekanismen for Gujindan-interventionsterapi. Afhandling. Changchun: Changchun University of Chinese Medicine, 2023.

[7] Wu Tingyu, Yu Pei, Liu Zhiqiang, et al. Mekanisme af Qigu Capsule mod osteoporose baseret på netværksfarmakologi.Journal of Xinyu University, 2021, 26(5): 29–37.

[8] Sun Qianhui. Undersøgelse af virkningerne af Zuogui Pill og Yougui Pill på osteogenese, adipogenese og apoptose af knoglemarvs mesenkymale stamceller hos ovarieektomiserede rotter. Afhandling. Shenyang: Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, 2017.

[9] Zhang QY, Gong HB, Jiang MY, et al. Regulering af enzymatisk lipidperoxidation i osteoblaster beskytter mod postmenopausal osteoporose.Nat Commun, 2025, 16(1): 758.

[10] Wang Dongdong, Ren Weimin, Chen Kai, et al. Prædiktiv værdi af mikro-CT-parametre for recidiv efter osteoporotisk vertebral kompressionsfrakturkirurgi.Billeddannelsesvidenskab og fotokemi, 2022, 40(1): 22–27.

[11] Brown JP. Langtidsbehandling af postmenopausal osteoporose.Endocrinol Metab (Seoul), 2021, 36(3): 544–552.

[12] Migliorini F, Maffulli N, Spiezia F, et al. Biomarkører som terapiovervågning for postmenopausal osteoporose: En systematisk gennemgang.J Orthop Surg Res, 2021, 16(1): 318.

[13] Udagawa N, Koide M, Nakamura M, et al. Osteoklastdifferentiering ved RANKL- og OPG-signalveje.J Bone Miner Metab, 2021, 39(1): 19–26.

[14] Gomathi K, Akshaya N, Srinaath N, et al. Regulering af Runx2 ved post-translationelle modifikationer i osteoblastdifferentiering.Life Sci, 2020, 245: 117389.

[15] Sharma AR, Lee YH, Gankhuyag B, et al. Effekt af aluminiumoxidpartikler på osteoblasternes osteogene evne.J Funktion Biomater, 2022, 13(3): 105.