Metabolomics kombineret med BMP-2/Smad Signaling Pathway Analysis belyser de lindrende virkninger af totale flavonoider af Epimedii Folium - Knoglenæringstilskud på postmenopausal osteoporose

Abstrakt

Postmenopausal osteoporose (PMOP) udløses af østrogenmangel. Utilstrækkelig østrogen fører til knogleresorption, der overstiger knogledannelsen, hvilket forårsager nedsat knoglemasse. Undersøgelser har bekræftet, at den samlede mængde flavonoider ekstraherer fraEpimedii Folium(TFE) kan lindre knogleskørhed, mens et knoglenæringsstof bestående af chondroitinsulfat (CS) kombineret med glucosaminhydrochlorid (GLcN) udøver terapeutiske effekter på knoglemetabolisme-relaterede sygdomme. Da osteoporose grundlæggende er karakteriseret ved metaboliske lidelser, kan kombinationen af ​​TFE-ekstrakt med et knogleernæringstilskud (TG) udøve synergistiske multi-target regulatoriske effekter, og derved tilbyde en ny tilgang til forebyggelse og kontrol af PMOP.

Denne undersøgelse undersøgte systematisk de forbedrende virkninger og mekanismer af TG på PMOP gennem in vivo og in vitro eksperimenter kombineret med metabolomics teknologi. In vivo blev en ovariektomiseret (OVX) rottemodel etableret ved bilateral ovariektomi. De farmakodynamiske virkninger af TG på PMOP blev verificeret baseret på knoglehistopatologisk farvning, knoglemineraltæthed og fysiologiske indikatorer. Derudover blev metabolomics-teknologi brugt til at kvantificere urinmetabolitter for at udforske potentielle PMOP-biomarkører reguleret af TG og de tilhørende metaboliske netværk. In vitro blev MC3T3-E1-celler behandlet med TFE og TG for at screene sikre doser. Efterfølgende blev osteogen induktion udført, og virkningerne og mekanismerne af TG på osteogen differentiering blev undersøgt via alkalisk phosphatase (ALP) farvning, Alizarin Red S (ARS) farvning og Western blot-analyse.

Farmakodynamiske resultater viste, at TG reducerede osteoklastdannelse og signifikant genoprettede knoglemineraltæthed og fysiologiske indikatorniveauer. Metabolomiske resultater indikerede, at TG lindrede knogletab hovedsageligt ved at intervenere i flere metaboliske veje, herunder nikotinat- og nikotinamidmetabolisme, histidinmetabolisme, pyrimidinmetabolisme, tryptofanmetabolisme, alanin/aspartat/glutamatmetabolisme, purinmetabolisme, vitamin B6-metabolisme og andre. In vitro-eksperimenter bekræftede, at TG fremmede osteoblastproliferation og osteogen differentiering via den knoglemorfogenetiske protein-2 (BMP-2)/Sma- og Mad-relateret protein (Smad) signalvej. Sammenfattende kan TG effektivt forbedre PMOP gennem en multi-target synergistisk effekt. Denne undersøgelse giver et eksperimentelt grundlag og teoretisk støtte til den kliniske anvendelse af TG.

Nøgleord:samlede flavonoider afEpimedii Folium; knogle ernæringstilskud; postmenopausal osteoporose; metabolomics; BMP-2/Smad signalvej

 

Et nyt Urte Cistanche Bone Kosttilskud

 

 

 

1. Introduktion

Osteoporose (OP) er en systemisk metabolisk knoglesygdom karakteriseret ved nedsat knoglemasse og knoglemineraltæthed (BMD), ødelæggelse af knoglemikroarkitektur og øget knogleskørhed. Postmenopausal osteoporose (PMOP) er den mest almindelige type og er forbundet med nedsat østrogenudskillelse. Nedsat østrogen får knogleresorptionen til at overstige knogledannelsen, hvilket resulterer i forstyrret knoglehomeostase [1].

Et kinesisk osteoporoseprævalensstudie med 20.416 deltagere fandt, at blandt personer i alderen 40 år eller ældre var prævalensen af ​​OP 5,0 % hos mænd og 20,6 % hos kvinder [2]. En evaluering af OP-prævalens blandt amerikanske voksne i alderen større end eller lig med 50 år fandt prævalensrater på 16 % hos mænd og 29,9 % hos kvinder [3], hvilket indikerer en højere prævalens hos kvinder. Klinisk omfatter lægemidler, der anvendes til behandling af PMOP, hovedsageligt parathyroidhormonanaloger, bisfosfonater, østrogen, calcitonin og RANKL-hæmmere; dog kan disse lægemidler forårsage uønskede virkninger såsom hjertebanken, knogleskørhed i kæben og hjerte-kar-sygdomme, hvilket gør dem uegnede til langtidsbrug [4]. På grund af den bemærkelsesværdige bivirkningsbyrde af konventionelle lægemidler, er det blevet påtrængende at identificere traditionelle kinesiske medicin (TCM) muligheder med færre bivirkninger og egnethed til langsigtet behandling. TCM har længe været brugt til at forbedre OP og har fået bred opmærksomhed nationalt og internationalt. Undersøgelser bekræfter, at flere kinesiske urter som f.eksEpimedii FoliumogRhizoma Drynariaehave betydelige virkninger for at forbedre OP [5].

Samlede flavonoider afEpimedii Folium(TFE) er de vigtigste aktive komponenter, herunder icariin, epimedin A og epimedin B. De anti-osteoporotiske virkninger afEpimedii Foliumer blevet rapporteret i mange undersøgelser; for eksempel øger icariin osteogen differentiering af knoglemarvs mesenkymale stamceller (BMSC'er) [6]. TFE-ekstrakt kan også forbedre knogletab ved at øge brunt fedtvæv og reducere hvidt fedtvæv i knoglemarven [7].

 

Knoglenæringstilskud lavet af Cistanche

 

Chondroitinsulfat (CS) er en sulfateret glycosaminoglycan og et lineært polysaccharid sammensat af gentagne disaccharidenheder indeholdende uronsyre og N-acetylhexosamin [8]. Glucosaminhydrochlorid (GLcN) er et aminomonosaccharid syntetiseret ud fra glucose i humant væv; det er hovedsageligt til stede i brusk og synovialt bindevæv og er en vigtig bestanddel af ledbrusk og ekstracellulær matrix. Begge er almindeligt anvendt som kosttilskud. ZHENG HX et al. [9] rapporterede, at CS kan reducere serum inflammatoriske cytokiner og hæmme oxidativt stress; det kan også reducere osteoklastekspression ved at regulere OPG/RANKL, hvilket tyder på antiinflammatoriske og antioxidante virkninger og hæmning af osteoklastdifferentiering. I USA kombineres CS ofte med GLcN i kosttilskud og bruges hovedsageligt til at reducere tabet af matrixkomponenter ved slidgigt [10]. Desuden, fordi CS kan inducere celledifferentiering, er det blevet brugt i chondrogenese og osteogene konstruktioner [11-12].

Flere undersøgelser tyder på, at TFE-ekstrakt, CS og GLcN har visse terapeutiske virkninger i knoglemetabolisme-relaterede sygdomme. Hvorvidt et kombineret TFE-ekstrakt-knoglenæringstilskud (TG) frembringer synergistiske fordele ved at forbedre OP og dets mekanismer forbliver uklart.

 

Knoglenæringstilskud lavet af Cistanche
 

 

Verdensomspændende Cistanche-butik

Supportive Service Of Wecistanche-For flere detaljer om samarbejde
E-mail:wallence.suen@wecistanche.com

 

 

2. Materialer og metoder

2.1 Dyr

Fyrre 8 uger gamle Sprague-Dawley hunrotter (180-220 g) blev købt fra Changchun Yisi Experimental Animal Co., Ltd. (Dyrelicens nr. SCXK (Ji)-2020-0001). Dyrene blev anbragt i et SPF-laboratorium ved 23±223 \\pm 223±2 grader og 50% luftfugtighed, med fri adgang til mad og vand, under en 12 timers lys/12 timers mørke cyklus. Dyreforsøg blev gennemgået og godkendt af den eksperimentelle dyrevelfærds- og etikkomité ved Jilin Agricultural University (accept nr.. 20240717001).

2.2 Lægemidler og reagenser

Koreansk Epimedii Foliumrå urt blev købt fra Tonghua County Senyu Chinese Medicinal Materials Co., Ltd. (Jilin-provinsen). Icariin (batchnr. T11A11B111118) blev købt fra Shanghai Yuanye Bio-Technology Co., Ltd. GLcN (batchnr. M-AT-1904020) blev købt fra Zhejiang Jinke Pharmaceutical Co., Ltd. Ltd. Yderligere reagenser inkluderede penicillinnatrium til injektion, østradiolvalerat-tabletter, tribromethanol, ELISA-sæt til PINP og CTX-I, hydroxyprolin, fosfor og calcium assaysæt, ALP-farvningskit, -MEM-medium, trypsin, penicillin-streptomycin, hurtig overførsel af penicillin-streptomycin, TBST-membranbuffer, HPST-buffer, DFST-buffer, DFST-buffer gede-anti-kanin-IgG, anti-GAPDH-antistof, præfarvet proteinmarkør, RIPA-lysebuffer, ECL-kit, PAGE-gelforberedelseskit, proteinpåfyldningsbuffer, CCK-8-kit, føtalt bovint serum, Alizarin Red S, ascorbinsyre, -glycerofosfatnatrium, dexamethason, dexamethason, PBS, og primære antistoffer, PBS, og {2} ALP, OSX og p-Smad1/5.(Alle batchnumre og leverandører er som anført i den originale tekst.)

2.3 Instrumenter

Der blev brugt en mikropladelæser (ThermoFisher, USA), omvendt mikroskop (Motic Group), biosikkerhedsskab (ThermoFisher, USA), CO2_22​-inkubator (ThermoFisher, USA) og digitalt dual-channel varmemetalbad (Changchun Kelebo Biotechnology Co., Ltd.).

2.4 TFE-udsugning

TFE blev ekstraheret ved hjælp af metoden rapporteret af Zhang Dongxue et al. [13]. Det opnåede lyofiliserede pulver blev målt ved UV-Vis spektrofotometri ved 270 nm. Under anvendelse af icariin som standard blev det totale flavonoidindhold i TFE-ekstraktet bestemt til at være 79,0%.

2.5 Dyreforsøgsdesign

Rotter blev randomiseret i fem grupper: normal (sham), model (OVX), østradiolvalerat (EV), TFE-ekstrakt (T) og TG. Den falske gruppe gennemgik kun fjernelse af en lille mængde abdominalt fedt og blødt væv; alle andre grupper gennemgik bilateral ovariektomi. Lægemidler blev fremstillet som suspensioner i 0,5% natriumcarboxymethylcellulose og indgivet ved oral sonde. Sham- og OVX-grupper modtog saltvand ved sondemad. T-gruppen modtog TFE ved 490 mg·kg−1^{-1}−1. EV-gruppen modtog 0,1 mg·kg−1^{-1}−1. TG-gruppen modtog CS 124 mg·kg−1^{-1}−1, GLcN 155 mg·kg−1^{-1}−1 og TFE 490 mg·kg−1^{-1}−1. Doserne blev konverteret fra humane anbefalede doser. Gasvolumen var 2 ml·kg−1^{-1}−1·d−1^{-1}−1 i 8 på hinanden følgende uger. Succesfuld modellering blev bekræftet, når serum-estradiol (E2)-niveauer i OVX-gruppen var signifikant lavere end dem i sham-gruppen. Fordi CS+GLcN alene kun viste en svag forbedringstendens i rotte-BMD, blev der ikke etableret en separat knoglenæringsstofgruppe.

I uge 3, 6 og 8 blev rotter anbragt i metaboliske bure med frit vand og 12 timers faste, og 24 timers urinprøver blev indsamlet. Urin blev centrifugeret ved 4 grader, 3.500 r·min−1^{-1}−1 i 10 minutter; supernatanter blev opbevaret ved -80 grader. I slutningen af ​​uge 8 blev dyrene aflivet, og blod blev opsamlet, centrifugeret ved 4 grader, 4.000 r·min-1^{-1}-1 i 15 minutter for at opnå serum, derefter opbevaret ved -80 grader.

2.6 Måling af fysiologiske indikatorer

I uge 8 blev urin og abdominalt aortablod opsamlet. ELISA-sæt blev brugt til at måle serum knogledannelsesmarkør PINP og knogleresorptionsmarkør CTX-I. Serum og urin hydroxyprolin (Hyp) blev målt ved alkalisk hydrolyse. Urincalcium (U-Ca) blev målt ved hjælp af MTB-mikroplademetoden, og urinphosphor (UP) ved phosphomolybdatmetoden.

2.7 Knoglemineraltæthed og mikro-CT

Efter 8 uger blev venstre lårben høstet, renset og scannet ved hjælp af mikro-CT. Trabekulære parametre blev kvantitativt analyseret, herunder trabekulær separation (Tb.Sp), trabekulær tykkelse (Tb.Th), trabekulært antal (Tb.N), knoglevolumenfraktion (BV/TV) og strukturmodelindeks (SMI).

2.8 Knoglehistopatologi

Højre lårben blev fikseret i 4% paraformaldehyd, afkalket, paraffinindlejret, sektioneret og farvet med HE og TRAP. TRAP-positive osteoklaster så mørkerøde ud.

2.9 Metabolomisk analyse

Urin (100 μL) blev fortyndet 10 gange med destilleret vand, hvirvlet 30 s, centrifugeret ved 4 grader, 15.000 r·min−1^{-1}−1 i 10 minutter, og supernatanten blev brugt til analyse. Lige store mængder (100 μL) urin fra hver rotte blev samlet for at forberede kvalitetskontrolprøver (QC).

Kromatografi blev udført under anvendelse af en ACQUITY UPLC CSH C18-søjle (2,1 mm × 150 mm, 1,7 μm) ved 40 grader. Mobil fase A var acetonitril (0,1 % myresyre) og mobil fase B var vand (0,1 % myresyre). Flowhastigheden var 0,20 mL·min−1^{-1}−1, injektionsvolumen 5 μL. Gradient: 0-4 min, 95 % B; 4-5 min, 95%-65% B; 5-13 min, 65%-25% B; 13-14 min, 25%-0% B; 14–18 min., 0 %–95 % B.

Massespektrometri blev udført ved hjælp af et Q Exactive Plus-instrument i positiv og negativ iontilstand med sprayspænding ±3,2 kV, kappegas 2,0–8,0 psi, kapillærtemperatur 350 grader og scanningsområde m/z 100–1.000.

2.10 Multivariat statistik og databehandling

Rå LC-MS-data blev forbehandlet og normaliseret ved hjælp af Compound Discoverer-software. Uovervåget PCA blev brugt til at vurdere klyngedannelse og gruppeforskelle. Overvåget OPLS-DA blev brugt til at opnå VIP-værdier. En t-test blev anvendt på normaliserede data. Metabolitter med VIP > 1 og P < 0,05 blev betragtet som potentielle biomarkører og yderligere identificeret.

2.11 Identifikation af biomarkører og vejanalyse

Nøjagtig retentionstid (Rt), m/z og molekylvægt blev opnået fra TIC-chromatogrammer. Kandidatformler og grundstofsammensætning blev forudsagt ved hjælp af Compound Discoverer online databaser (HMDB, KEGG). Baneberigelse blev udført ved hjælp af MetaboAnalyst.

2.12 Osteoblastkultur og differentiering

MC3T3-E1 musekalvariale osteoblaster blev dyrket i en 37 grader CO2_22​-inkubator. Når 80%-90% sammenflydende, blev celler udpladet til osteogen induktion. Osteogent komplet medium bestod af -MEM suppleret med 10 mmol·L−1^{-1}−1 -glycerophosphat, 50 μmol·L−1^{-1}−1 ascorbinsyre og 100 nmol·L−1^{-1}−1 dexamethason.

2.13 Cytotoksicitetsanalyse

Cellelevedygtighed blev vurderet af CCK-8. MC3T3-E1-celler (5 x 103^33 celler/brønd) blev podet i 96-brønds plader og inkuberet natten over. Celler blev derefter behandlet med TFE (2-12 ug·mL−1^{-1}−1), CS (50-250 ug·mL−1^{-1}−1) eller GLcN (0,2-1,0 mmol·L−1^{-1}−1) i 24 timer. Absorbans ved 450 nm blev målt for at beregne levedygtighed. Baseret på resultater blev optimale doser udvalgt og kombineret for at teste TG versus kontrol.

2.14 ALP-farvning

MC3T3-E1-celler (1 × 104^44 celler/brønd) blev podet i plader med 12 brønde og opdelt i blank (ingen induktion), kontrol (osteogen induktion), T (osteogen induktion + TFE) og TG (osteogen induktion + TG). Medierne blev skiftet hver anden dag. Efter 7 dage blev ALP-farvning udført i henhold til kitinstruktioner.

2.15 ARS-farvning

Ved anvendelse af samme gruppering og behandling som ALP-farvning blev celler induceret i 14 dage. Celler blev fikseret med 4% paraformaldehyd, farvet med 0,1% Alizarin Red (pH 7,2) i 30 minutter, vasket og observeret under et mikroskop.

2.16 Western Blot

For at undersøge, om TG påvirker osteogen differentiering gennem BMP-2/Smad-signalering, blev MC3T3-E1-celler (5 × 105^55 celler/brønd) podet i 6-brøndsplader med samme gruppering som ovenfor. Celler blev lyseret med RIPA plus protease- og phosphatase-inhibitorer. Efter BCA-kvantificering blev proteiner denatureret, adskilt med 10% SDS-PAGE, overført til PVDF, blokeret, inkuberet med primære antistoffer (GAPDH, p-Smad1/5, Smad1, BMP-2, RUNX2, OSX, ALP), efterfulgt af HRP sekundært antistof, ECLJ-udvikling, billeddannelse,.

2.17 Statistisk Analyse

Data er udtrykt som middelværdi ± SD. SPSS blev brugt til statistisk analyse. Efter normalitetstest blev envejs ANOVA udført. Forskelle blev betragtet som statistisk signifikante ved P < 0,05.

 

Knoglenæringstilskud lavet af Cistanche
 

3. Resultater

3.1 Serum biokemiske indikatorer

Som vist i tabel 1, sammenlignet med sham-gruppen, faldt E2-niveauer i OVX-gruppen signifikant, hvilket indikerer vellykket modeletablering. Serum PINP i OVX-gruppen faldt signifikant, hvilket indikerer reduceret knogledannelse i PMOP. Sammenlignet med OVX steg PINP i T- og TG-grupperne signifikant, hvilket indikerer, at både T og TG øgede knogledannelsesmarkører med bedre restitution i TG. Sammenlignet med sham steg CTX-I i OVX signifikant, hvilket indikerer øget knogleresorption efter ovariektomi. Sammenlignet med OVX faldt CTX-I i T og TG signifikant, med en mere udtalt reduktion i TG. Serumhydroxyprolin (S-Hyp) steg signifikant i OVX versus sham, hvilket indikerer øget kollagennedbrydning; sammenlignet med OVX faldt S-Hyp i T og TG, med en signifikant reduktion i TG, hvilket tyder på bedre hæmning af kollagennedbrydning.

3.2 Urin biokemiske indikatorer

Sammenlignet med sham steg UP signifikant i OVX; sammenlignet med OVX faldt UP mere markant i TG. U-Ca steg signifikant i OVX versus sham; sammenlignet med OVX faldt U-Ca signifikant i både T og TG, med et større fald i TG. Urinhyp (U-Hyp) steg signifikant i OVX versus sham; sammenlignet med OVX faldt U-Hyp signifikant i hver behandlingsgruppe med et større fald i TG end i T (tabel 2).

3.3 Knoglehistopatologi

HE-farvning viste, at trabekulær kontinuitet var god i sham, med færre adipocytter i marvhulen. Sammenlignet med sham viste OVX dårligere trabekulær kontinuitet og markant øgede adipocytter. Sammenlignet med OVX faldt trabekulær kontinuitet genfundet i T og TG og adipocyttal; TG viste mere tydelig genopretning (figur 1A). TRAP-farvning viste, at antallet af osteoklaster var signifikant øget i OVX versus sham; sammenlignet med OVX faldt osteoklaster i T og TG med et signifikant fald i TG (figur 1B).

3.4 Knoglemineraltæthed og mikro-CT-parametre

Micro-CT viste signifikant reduceret knoglemasse i OVX sammenlignet med sham. Sammenlignet med OVX var knoglemassegenvinding i TG mere signifikant end i T, med en klar stigning i trabekulær tæthed (figur 1C). Kvantitativ analyse viste, at BV/TV, Tb.Th og Tb.N faldt signifikant i OVX versus sham. Sammenlignet med OVX steg disse indeks signifikant efter TG (bedre end T). Tb.Sp og SMI steg signifikant i OVX versus sham; sammenlignet med OVX reducerede TG disse indekser mere signifikant end T (tabel 3).

3.5 PCA

Under både positive og negative iontilstande viste PCA af urinmetabolitprofiler i uge 3, 6 og 8 tydelig adskillelse mellem sham-, OVX- og TG-grupper, hvilket indikerer distinkte metaboliske profiler før/efter modellering og før/efter TG-behandling (se supplerende materiale refereret til i den oprindelige publikationskontekst).

3.6 Potentiel biomarkørscreening

OPLS-DA viste mere udtalt gruppeadskillelse på tværs af uger i begge iontilstande. Vulkanplot og 200-permutationstests understøttede modelpålidelighed (R2Y og Q2 tæt på 1; Q2 afskæring < 0), hvilket tyder på ingen overtilpasning.

3.7 Biomarkøridentifikation og stianalyse

Ved at bruge VIP > 1 og P < 0,05 blev potentielle biomarkører screenet. Baseret på m/z, MS/MS, Rt og molekylvægt og med reference til HMDB/KEGG, blev 46 potentielle biomarkører identificeret. KEGG-berigelse indikerede veje involverede hovedsageligt nikotinat- og nikotinamidmetabolisme, histidinmetabolisme, pyrimidinmetabolisme, tryptofanmetabolisme, D-aminosyremetabolisme, alanin/aspartat/glutamatmetabolisme, purinmetabolisme og vitamin B6-metabolisme (figur 2). Hierarkisk clustering viste dynamiske ændringer på tværs af uge 3, 6 og 8 efter TG-intervention (se supplerende materiale refereret til i den originale publikationskontekst).

3.8 Cytotoksicitetsanalyse

Efter 24 timers behandling øgede 6 ug·mL−1^{-1}−1 TFE cellernes levedygtighed; højere doser hæmmede levedygtigheden. GLcN ved 0,4 mmol·L−1^{-1}−1 øgede signifikant levedygtigheden. CS ved 150 ug·mL−1^{-1}−1 øgede levedygtigheden (tabel 4). Således blev 6 ug·mL−1^{-1}−1 TFE, 0,4 mmol·L−1^{-1}−1 GLcN og 150 ug·mL−1^{-1}−1 CS udvalgt. Kombineret dosering viste kontrollevedygtighed på 1,00 ± 0,11 og TG-levedygtighed på 1,22 ± 0,03, hvilket indikerer, at den valgte TG-dosis var sikker og ikke-cytotoksisk.

3.9 Effekter på osteogen differentiering og proteinekspression

ALP er en tidlig markør for osteogen differentiering. Under osteogen induktion viste TG mørkere ALP-farvning end T, hvilket indikerer bedre fremme af ALP-ekspression (figur 3A). ARS-farvning viste, at både T og TG fremmede dannelse af mineraliserede knuder sammenlignet med kontrol, med en mere udtalt effekt i TG (figur 3B). Western blot viste øget ekspression af osteogene markører under induktion. Sammenlignet med blank, indikerede kontrol vellykket osteogen differentiering. Efter behandling øgede TG kraftigere BMP-2-, p-Smad1/5-, RUNX2-, OSX- og ALP-proteinekspression (figur 3C; tabel 5).

 

4. Diskussion

Postmenopausal ovariesvigt reducerer østrogenniveauer og forstyrrer knoglemetabolisme, hvilket øger osteoklastdifferentiering, mens osteoblastdifferentiering mindskes, hvilket i sidste ende forårsager knogletab [14-15]. Baseret på tidligere forskning [13] blev det antaget, at kombination af TFE med et knogleernæringstilskud kan have synergistiske effekter til at forbedre PMOP. Derfor brugte denne undersøgelse en OVX-rottemodel og en osteoblastdifferentieringsmodel til at evaluere TG-effektivitet og -mekanisme.

PINP (knogledannelse) og CTX-I (knogleresorption) blev forbedret af både T og TG, hvor TG viste mere signifikante effekter. Hydroxyprolin (Hyp), en vigtig kollagenkomponent, øger serum og urin i OP [16-17]. I denne undersøgelse øgede OVX både serum- og urinhyp; behandling reducerede disse niveauer, hvor TG reducerede dem mere signifikant end T. Øget knogleresorption i OVX øger også calcium- og fosfortabet, hvilket øger calcium og fosfor i urinen, i overensstemmelse med DESAI S et al. [18]. Behandlingen reducerede U-Ca og UP med større reduktioner i TG. Østrogenmangel ændrer trabekulær struktur, hæmmer BMSC-osteogenese, fremmer adipogenese og øger osteoklastaktivitet [19]. TG forbedrede trabekulær forbindelse, reducerede marvsadipocytter og reducerede osteoklastantallet mere effektivt end T. Mikro-CT bekræftede, at TG øgede BMD og forbedrede trabekulær mikroarkitektur (BV/TV, Tb.Th, Tb.N), mens det reducerede Tb.Sp og SMI.

Fordi OP er en metabolisk sygdom, blev metabolomics brugt til at udforske metaboliske netværk reguleret af TG. TG's regulerede veje involverede hovedsageligt aminosyre-, nukleotid- og vitaminmetabolisme. Tryptofan er forbundet med BMD og reducerede niveauer kan markere OP [20]. I denne undersøgelse blev tryptophan nedreguleret i OVX og signifikant genoprettet efter 8 ugers TG-behandling, hvilket tyder på, at TG kan lindre knogletab ved at modulere tryptophanmetabolismen. Kreatinin, forbundet med arginin/kreatin metabolisme, er blevet forbundet med OP [21-22]. Her var kreatinin højest i OVX i uge 8, og TG reducerede det signifikant, hvilket tyder på, at regulering af argininmetabolismen kan bidrage til forbedring af PMOP. Glutathionmetabolisme deltager i PMOP [23]. L-glutamat kan dannes fra glutathion (GSH) metabolisme. GSH har antioxidantfunktioner og understøtter knogleombygning [24]. Ved PMOP øges oxidativt stress, antioxidantkapaciteten falder, og osteoklastaktivitet overstiger osteoblastaktivitet, hvilket forringer knogledannelsen [15]. I denne undersøgelse var L-glutamat højere i OVX i uge 8, og TG nedsatte L-glutamat, hvilket tyder på, at TG kan reducere omdannelsen af ​​GSH til L-glutamat og derved understøtte GSH-niveauer og modvirke østrogenmangel-relaterede metaboliske abnormiteter.

Purin metabolismeforstyrrelser i OP kan føre til urinsyreakkumulering [25-27]. Metabolomics viste TG reducerede urinsyreniveauer i uge 3, 6 og 8 sammenlignet med OVX, hvilket tyder på undertrykkelse af purinsyntese og urinsyreakkumulering. LIU DF et al. [28] rapporterede, at indgreb kan øge adenosin for at lindre forstyrrelser i purinmetabolisme. I denne undersøgelse øgede TG adenosin signifikant efter 8 uger, hvilket tyder på et bidrag til osteogen differentiering og knoglegendannelse.

Vitaminer (D, B-kompleks, K) spiller vigtige roller i knoglemetabolisme [29-31]. Niacin og nikotinamid er vitamin B3-former [32]. Niacin bidrager til NAD/NADP-coenzymsyntese med anti-inflammatoriske og antioxidante virkninger [33]. Nikotinamid kan også fremme NAD-produktion; NAD understøtter mitokondriel funktion, reducerer ROS-skader og hjælper med at opretholde knoglehomeostase. I OP kan reduceret NAD hindre osteogen differentiering og mineralisering [34]. I denne undersøgelse var niacin og nikotinamid højere i OVX i uge 3, 6 og 8 (højest i uge 8). Forfatterne udledte, at NAD-syntese kan være svækket ved sygdom, hvilket fører til akkumulering af niacin/nicotinamid og lav NAD, mens TG sænkede niacin/nicotinamid-niveauerne, hvilket muligvis afspejler forbruget til NAD-syntese. Pyridoxamin (PM) er en del af vitamin B6 [35]. Vitamin B6 understøtter chondrogen differentiering [36], og B6-mangel kan svække kollagen-tværbinding og knoglestyrke [37]. Vitamin B6-metabolisme er blevet forbundet med PMOP-progression [38]. I denne undersøgelse var PM lavere i OVX i uge 8, mens TG øgede PM, hvilket tyder på en mulig rolle i at understøtte kollagen og knoglestyrke.

Under knogleombygning medierer osteoblaster knogledannelse. ALP- og ARS-farvning afspejler henholdsvis tidlig osteogenese og sen mineralisering og øges typisk under osteogen induktion [39-40]. Her øgede TG ALP-aktiviteten og mineraliserede knuder mere effektivt end TFE alene. BMP'er er medlemmer af TGF-superfamilien og spiller nøgleroller i osteogen differentiering. BMP-2 binder receptorer, aktiverer Smad1/5/8 (med Smad4) og fremmer transkriptionsfaktorer såsom RUNX2 og nedstrøms OSX, hvilket i sidste ende fremmer osteogen proteinsyntese, ekstracellulær matrixaflejring og mineralisering [41]. Tidligere forskning rapporterede, at TFE fremmer BMSC-osteogenese via BMP-2/RUNX2/OSX-vejen [42]. Denne undersøgelse fokuserede på BMP-2/Smad-signalering og fandt, at TG øgede signifikant BMP-2-, p-Smad1/5-, RUNX2-, OSX- og ALP-ekspression sammenlignet med TFE alene, hvilket understøtter en stærkere pro-osteogen effekt medieret gennem BMP-2/Smad.

Sammenfattende indikerer in vivo og in vitro resultater, at TG effektivt forbedrer OVX-inducerede knoglemetaboliske abnormiteter. Mekanismer kan involvere regulering af aminosyre-, nukleotid- og vitaminmetabolisme og aktivering af BMP-2/Smad-signalering for at fremme osteogenese. Denne undersøgelse giver teoretisk støtte til TG i PMOP-forebyggelse og behandling.

 

5. Industriperspektiv: Botaniske ingredienstendenser for postmenopausal knoglesundhed - fra mekanismeorienteret forskning til standardiseret fremstilling

SEO fokus: urteekstrakt til postmenopausal osteoporose, botaniske ingredienser til knoglesundhed, osteogenese BMP-2/Smad-vej, Epimedium flavonoider (icariin) ekstrakt, metabolomics-guidet botanisk produktudvikling.

5.1 Hvorfor mekanismestyret "urteekstrakt til postmenopausal osteoporose"-indhold betyder noget i B2B

Til bygning af mærker, importører og formulererkvinders sundhedogknoglesundhedporteføljer, belønner markedet i stigende grad botaniske koncepter, der kan forklares iklar videnskabelig logik- for eksempel:

multi-pathway metabolisk modulering (metabolomics-understøttet), og

osteogenese-relaterede signalveje som f.eksBMP-2/Smad.

Undersøgelser som den, der er oversat ovenfor, er værdifulde, fordi de forbindersammensætning (TFE + CS/GLcN) → fænotypiske resultater (BMD, osteoklastreduktion, mikro-CT-indekser) → molekylært/biokemisk bevis (BMP-2/Smad, PINP/CTX-I) → metaboliske netværk (vitamin B-veje, aminosyre- og purinmetabolisme).

5.2 Botanisk ingrediens sourcing: standardisering, sporbarhed og skalerbar ekstraktion er de virkelige differentiatorer

I B2B-forsyning er "urt" ikke en enkelt specifikation - det er en forsyningskæde. For færdigvarevirksomheder er nøglespørgsmålene:

Kan ingrediensen værestandardiseret(f.eks. markørforbindelser, fingeraftryk)?

Er derkvalitetssystemerogproduktionskontrolfor at understøtte langsigtet forsyning?

Kan leverandøren leveredokumentationspakkertil regulatoriske og kunderevisioner?

5.3 Hvor Cistanche passer (trend + produktionskapacitet, ikke en erstatningspåstand)

Sammen med etablerede knoglesundhedsplanter (f.eks.Epimediumflavonoider),Cistanchehar vundet opmærksomhed i det bredere TCM og funktionelle botaniske rum på grund af sin lange historie med brug i tonicformler og industriens voksende præference forenkelt-urteekstrakterogstandardiserede aktiveder kan integreres i moderne tillægsformater.

For købere, der vurderer botaniske partnere, bliver en fremstillingsorienteret leverandørprofil vigtig-dækkende:

vertikalt integreret sourcing,

udvindings- og forarbejdningskapacitet,

og virksomhedens baggrundsgennemsigtighed.

Om vores produktionskapacitet (referencekilde):virksomhedens profil og fabriksbaggrund kan gennemgås på den officielle "Om os"-side på leverandørsiden. ([xjcistanche.com])

Overholdelsesnotat for B2B-blogs:Hvis din produktpositionering er rettet mod "postmenopausal osteoporose", skal du sikre dig, at dit udadvendte sprog forbliverstruktur/funktionellerernæringsstøtte–orienteret (afhængigt af dit marked), og undgå påstande om sygdomsbehandling, medmindre det understøttes og tillades af lokal lovgivning.

Få mere at vide (leverandørreferencesider):

Virksomhedsoversigt / fabriksbaggrund: ([xjcistanche.com])

Relateret botanisk indholdshub (TCM-opskrifter og ingredienshistoriefortælling):(Dit angivne referencelink kan indsættes, når du bekræfter, at den endelige URL-sti er korrekt)

 

Referencer

[1] LI J, CHEN X, LU LY, et al. Forholdet mellem knoglemarvsfedtvæv og knoglemetabolisme ved postmenopausal osteoporose.Cytokin Growth Factor Rev, 2020, 52: 88.
[2] WANG LH, YU W, YIN XJ, et al. Prævalens af osteoporose og fraktur i Kina: Kinas osteoporoseprævalensundersøgelse.JAMA Netw åben, 2021, 4(8): e2121106.
[3] WRIGHT NC, SAAG KG, DAWSON-HUGHES B, et al. Indvirkningen af ​​de nye diagnostiske kriterier fra National Bone Health Alliance (NBHA) på forekomsten af ​​osteoporose i USA.Osteoporos Int, 2017, 28(4): 1225.
[4] LIANG B, BURLEY G, LIN S, et al. Osteoporose patogenese og behandling: eksisterende og nye veje.Cell Mol Biol Lett, 2022, 27(1): 72.
[5] LEI SS, HUANG XW, LI LZ, et al. Udforskning af mekanismenEpimedii Folium–Rhizoma drynariaeurtepar fremmede heling af knogledefekter gennem netværksfarmakologi og eksperimentelle undersøgelser.J Ethnopharmacol, 2024, 319(3): 117329.
[6] LIU W, XIANG SY, WU YC, et al. Icariin fremmer BMSCs osteogene differentiering via mTOR/autophagy-vejen for at forbedre ketogen diætassocieret osteoporose.J Orthop Surg Res, 2024, 19(1): 127.
[7] CHEN L, MA R, LUO P, et al. Effekter af totale flavonoider af epimedium på knoglemarvsfedtvæv hos ovariektomiserede rotter.Front Endocrinol (Lausanne), 2022, 13: 900816.
[8] LIU TS, YU H, WANG S, et al. Chondroitinsulfat lindrer osteoporose forårsaget af calciummangel ved at regulere lipidmetabolismen.Nutr Metab (Lond), 2023, 20(1): 6.
[9] ZHENG HX, CHEN DJ, ZU YX, et al. Chondroitinsulfat forhindrer STZ-induceret diabetisk osteoporose gennem faldende blodsukker, antioxidativt stress, anti-inflammation og OPG/RANKL-ekspressionsregulering.Int J Mol Sci, 2020, 21(15): 5303.
[10] STELLAVATO A, RESTAINO OF, VASSALLO V, et al. Chondroitinsulfat i USA kosttilskud sammenlignet med pharma-produkter: analytisk fingeraftryk og potentiel antiinflammatorisk effekt på humane slidgigtkondrocytter og synoviocytter.Farmaceutik, 2021, 13(5): 737.
[11] SODHI H, PANITCH A. Glycosaminoglycaner i vævsteknologi: en gennemgang.Biomolekyler, 2020, 11(1): 29.
[12] QI SS, SHAO ML, SUN Z, et al. Chondroitinsulfat lindrer diabetisk osteoporose og reparerer knoglemikrostruktur via antioxidation, anti-inflammation og regulering af knoglemetabolisme.Front Endocrinol (Lausanne), 2021, 12: 759843.
[13] 张冬雪,曲帅,王明月,等．淫羊藿总黄酮联合骨营养剂抗骨质疏松作用探讨．中国骨质疏松杂志, 2023, 29(12): 1797.
[14] LI S, LIANG P, CHEN J, et al. Dendrobin fremmer knogledannelse via den kanoniske Wnt/-catenin signalvej og forhindrer postmenopausal osteoporose.Front Pharmacol, 2025, 16: 1616070.
[15] ZHAO HY, YU F, WU W. Nye perspektiver på postmenopausal osteoporose: mekanismer og potentielle terapeutiske strategier for sirtuiner og oxidativt stress.Antioxidanter (Basel), 2025, 14(5): 605.
[16] RAI AD, SHERPA ML, SINGH A, et al. Knogle alkalisk phosphatase og urin hydroxyprolin assay hos præ- og postmenopausale kvinder i staten Sikkim og dets korrelation med knoglemineraltæthed.J Midlife Health, 2021, 12(4): 304.
[17] 叶丽娟．恒古骨伤愈合剂治疗骨质疏松症的药效学研究．昆明:云南中医药大学,2024．
[18] DESAI S, BABARIA P, NAKARANI M, et al. Antiosteoporotisk effekt afHemidesmus indicusLinn. på ovariektomerede rotter.J Ethnopharmacol, 2017, 199: 1.
[19] LI J, LU LY, LIU L, et al. Den unikke rolle af knoglemarvsfedtvæv i ovariektomi-induceret knogletab hos mus.Endokrine, 2024, 83(1): 77.
[20] LIU XY, ZHANG SS, LU XM, et al. Metabonomisk undersøgelse af anti-osteoporose effekt afRhizoma Drynariaeog dens handlingsmekanisme ved hjælp af UPLC–MS/MS.J Ethnopharmacol, 2012, 139(1): 311.
[21] EISENHAUER A, MÜLLER M, HEUSER A, et al. Calciumisotopforhold i blod og urin: en ny biomarkør til diagnosticering af osteoporose.Bone Rep, 2019, 10: 100200.
[22] MEI ZD, DONG X, QIAN Y, et al. Forbindelse mellem metabolom og knoglemineraltæthed i en kinesisk befolkning.EBioMedicine, 2020, 62: 103111.
[23] MA YS, HOU ZJ, LI Y, et al. Afsløring af de farmakologiske mekanismer af eleutheroside E mod postmenopausal osteoporose gennem UPLC-Q/TOF-MS-baseret metabolomik.Front Pharmacol, 2020, 11: 1316.
[24] XU HC, NOZAKI K, YU ZN, et al. Overfladefunktionalisering af titaniumimplantater med glutathionkonjugat med kontrolleret frigivelse til antioxidant og osteogenese.J Mater Res Technol, 2025, 34: 2872.
[25] LI X, WANG YF, GAO MT, et al. Metabolomics-drevne forhold mellem nyrer, knoglemarv og knogler hos rotter med postmenopausal osteoporose.Knogle, 2022, 156: 116306.
[26] YANG KD, WANG XC, ZHANG C, et al. Metformin forbedrer HPRT1-målrettet purinmetabolisme og reparerer NR4A1-medieret autofagisk flux ved at modulere FoxO1 nukleocytoplasmatisk shuttling til behandling af postmenopausal osteoporose.Celledød Dis, 2024, 15(11): 795.
[27] SAVIO LEB, LEITE-AGUIAR R, ALVES VS, et al. Purinergisk signalering i moduleringen af ​​redoxbiologi.Redox Biol, 2021, 47: 102137.
[28] LIU DF, MA LY, ZHENG JH, et al. Isopsoralen forbedrer glukokortikoid-induceret osteoporose ved at regulere purinmetabolisme og fremme cGMP/PKG pathway-medieret osteoblastdifferentiering.Curr Drug Metab, 2024, 25(4): 288.
[29] BELLONE F, CINQUEGRANI M, NICOTERA R, et al. K-vitamins rolle i kronisk nyresygdom: fokus på knogler og kardiovaskulær sundhed.Int J Mol Sci, 2022, 23(9): 5282.
[30] MOSCHONIS G, HEUVEL EG VAN DEN, MAVROGIANNI C, et al. Effekt af vitamin D-beriget osteforbrug af gouda-type på biokemiske markører for knoglemetabolisme hos postmenopausale kvinder i Grækenland.Næringsstoffer, 2021, 13(9): 2985.
[31] DAI ZL, KOH W P. B-vitaminer og knoglesundhed - en gennemgang af den nuværende evidens.Næringsstoffer, 2015, 7(5): 3322.
[32] ZWICKENPFLUG W, HORNUNG F, HOLLAUS A, et al. Biosyntese af vitamin B3 og NAD+^++: inkubering af HepG2-celler med alkaloidet myosmin.J Sci Food Agric, 2024, 104(11): 6844.
[33] CHEN LJ, XING XK, ZHANG PF, et al. Homøostatisk regulering af NAD(H) og NADP(H) i celler.Genes Dis, 2024, 11(5): 101146.
[34] YOON H, PARK SG, KIM HJ, et al. Nikotinamid øger osteoblastdifferentiering gennem aktivering af mitokondrielle antioxidantforsvarssystem.Exp Mol Med, 2023, 55(7): 1531.
[35] DIAS P, SIATKA T, VOPRŠALOVÁ M, et al. Biologiske egenskaber af vitaminer i B-komplekset, del 2-vitamin B(6) og B(7) (biotin, vitamin H).Nutr Res Rev, 2025, 38(2): 791.
[36] DEIANA M, MALERBA G, CARBONARE LD, et al. Fysisk aktivitet forhindrer brusknedbrydning: en metabolomisk undersøgelse peger på involveringen af ​​vitamin B6.Celler, 2019, 8(11): 1374.
[37] WELAN R. Effekt af vitamin B6 på osteoporosefraktur.J Knoglemetab, 2023, 30(2): 141.
[38] YANG F, DONG X, MA FX, et al. De interventionelle virkninger af tubson-2 afkog på ovarieektomiserede rotter som bestemt af en kombination af netværksfarmakologi og metabolomik.Front Pharmacol, 2020, 11: 581991.
[39] CUI YB, YANG ZJ, YU GS, et al. Naringin fremmer osteoblastdifferentiering og forbedrer osteoporose hos ovariektomiserede mus.Sci Rep, 2025, 15(1): 12651.
[40] 陈泽彬,罗兰兰,石心怡,等．杜仲汤含药血清通过 L-VGCC'er促进成骨细胞增殖和分化的机制研究．中国中药杂志, 2025, 50(12): 3335.
[41] YAN CP, WANG XK, JIANG K, et al. -ecdysteron forbedrede knogleregenerering gennem BMP-2/SMAD/RUNX2/Osterix-signalvejen.Front Cell Dev Biol, 2022, 10: 883228.
[42] 梁广胜,陈伟才,殷嫦嫦,等．淫羊藿总黄酮对大鼠骨髓间充质干细胞爐干细胞爐BMP-2/Runx2/OSX 通路的影响．中国中西医结合杂志, 2016, 36(5): 614.