Abstrakt

Mål:
För att undersöka effekterna av akteosid på osteoblast- och osteoklastaktivitet hos ovarieektomiserade (OVX) möss.

Metoder:
En postmenopausal osteoporosmusmodell etablerades genom ovariektomi (OVX). Femtio C57BL/6-möss delades slumpmässigt in i fem grupper: skenopererad grupp, modellgrupp, östrogengrupp, lågdosakteosidgrupp och högdosakteosidgrupp, med 10 möss i varje grupp.

Kroppsvikten registrerades. Benhistomorfometrisk analys utfördes med hjälp av mikrodatortomografi (mikro-CT). Serumnivåer av östradiol (E2), CTX-1, PINP och ALP mättes med hjälp av motsvarande analyskit. Livmodervikt registrerades. TRAP-färgning användes för att observera antalet osteoklaster. Immunhistokemi användes för att detektera Runx2-proteinuttryck. Kvantitativ RT-PCR (qRT-PCR) i realtid och Western blot-analys användes för att utvärdera uttrycket av markörer relaterade till benbildning och benresorption.

Resultat:
Jämfört med den skenopererade gruppen visade möss i modellgruppen signifikant ökad kroppsvikt, signifikant minskad livmodervikt och serum E2-, PINP- och ALP-nivåer och signifikant ökade serumnivåer av CTX-1. Benparametrar inklusive BMD, BV/TV, Tb.N, Tb.Th, PINP, ALP, Runx2, OCN och Col1 reducerades signifikant, medan Tb.Sp ökade signifikant. I lårbensvävnad minskade uttrycket av ALP, OCN och Col1 mRNA signifikant, medan uttrycket av NFATc1 och c-fos mRNA, såväl som Runx2, p-IκB och p-Akt proteinuttryck, ökade signifikant (P<0.05P < 0.05P<0.05). The number of osteoclasts was also increased.

Jämfört med modellgruppen visade alla behandlingsgrupper signifikant minskad kroppsvikt, signifikant ökade serum-PINP- och ALP-nivåer och signifikant minskade CTX-1-nivåer i serum. BMD, BV/TV, Tb.N, Tb.Th, PINP, ALP, Runx2, OCN och Col1 ökade signifikant, medan Tb.Sp minskade signifikant. I lårbensvävnad ökade uttrycket av ALP, OCN och Col1 mRNA signifikant, medan uttrycket av NFATc1 och c-fos mRNA, såväl som Runx2, p-IKB och p-Akt proteinuttryck minskade signifikant (P<0.05P < 0.05P<0.05). The number of osteoclasts was reduced.

Slutsats:
Acteosid utövar en dubbel reglerande effekt på benombyggnad hos OVX-möss. Det kan förbättra OVX-inducerad benförlust genom att hämma osteoklastmedierad benresorption genom suppression av NF-KB/Akt/NFATc1/c-fos-vägen, samtidigt som det främjar osteoblastdriven benbildning genom aktivering av Runx2/OCN/Col1-axeln.

Nyckelord:
Akteosid; postmenopausal osteoporos; osteoblaster; osteoklaster

Vad är osteoporos?

Osteoporos (OP) är en vanlig och ofta tyst skelettsjukdom som kännetecknas av minskad benmineraldensitet, försämring av benmikrostruktur, ökad benskörhet och en högre risk för frakturer. Globalt drabbas cirka 18,3 % av befolkningen, och postmenopausala kvinnor är särskilt utsatta. Detta tillstånd är känt som postmenopausal osteoporos (PMOP) [1].

Östrogen spelar en viktig reglerande roll vid benombyggnad genom flera mekanismer. Under benremodellering upprätthåller osteoklaster och osteoblaster en dynamisk balans mellan benresorption och benbildning. När osteoblastaktiviteten minskar och/eller osteoklastaktiviteten blir överdriven störs denna balans, vilket leder till allvarlig benmatrisförlust [2].

Därför kan reglering av funktionen och bildningen av osteoblaster och osteoklaster vara en effektiv strategi för behandling av östrogenbristrelaterad osteoporos.

Varför titta på växtbaserade föreningar för osteoporos?

Aktuella vanliga mediciner för osteoporos inkluderar bisfosfonater, teriparatid, raloxifen och selektiva östrogenreceptormodulatorer. Dessa läkemedel kan vara effektiva, men de kan också orsaka biverkningar som mag-tarmbesvär och i sällsynta fall osteonekros i käken. Dessa farhågor kan begränsa långvarig användning.

Under de senaste åren har ökad uppmärksamhet riktats mot traditionell örtmedicin för att stödja benhälsa, särskilt vid postmenopausal osteoporos.

Rehmannia rot, en traditionell kinesisk ört, är känd för att ge näring till njurarna och främja blodcirkulationen. Det används ofta i örtformler för osteoporos [3]. Flera kliniska studier har rapporterat att kinesiska örtformler som innehåller Rehmannia kan hjälpa till att förbättra bentätheten, lindra smärta och förbättra kliniska symtom hos patienter med osteoporos [4].

Acteosid är en vattenlöslig fenyletanoidglykosid som finns i Rehmannia, Cistanche, Plantago-frö och andra medicinalväxter. Det har rapporterats ha antioxidanter, antiinflammatoriska, antidiabetiska och benbildningsfrämjande aktiviteter [5].

En studie baserad på systematisk granskning och datautvinning av flera databaser antydde att akteosid kan vara en av de viktigaste aktiva komponenterna i kinesiska örtformler för postmenopausal osteoporos [6]. Nätverksfarmakologiska studier har också visat att akteosid kan vara en viktig aktiv ingrediens i örtberedningar som Qigu Capsule och Zuogui/Yougui Pills för behandling av postmenopausal osteoporos [7,8].

Dessa fynd tyder på att akteosid kan vara en lovande naturlig förening för benhälsa. Dess exakta verkningsmekanism har dock ännu inte helt klarlagts.

Denna studie var utformad för att undersöka effekterna av akteosid på osteoblast- och osteoklastaktivitet i en ovarieektomerad musmodell, med syftet att ge en vetenskaplig grund för vidareutveckling av akteosid i osteoporosrelaterad forskning.

 

1. Material och instrument

1.1 Försöksdjur

Femtio SPF-grade 6 veckor gamla C57BL/6 honmöss köptes från Hebei Experimental Animal Center, licensnummer SCXK (Hebei) 2022-001. Mössen vägde 20–23 g.

Alla möss hölls under en 12-timmars ljus/mörkercykel, med rumstemperatur kontrollerad till 22±3∘C22 \\pm 3^\\circ C22±3∘C, luftfuktighet vid 55±5%55 \\pm 5\\%55±5%, och tillräcklig mat och vatten tillhandahölls. Efter en veckas adaptiv utfodring genomfördes experimentet.

1.2 Läkemedel och reagenser

Acteosid, med en renhet på 98 % och batchnummer CFN97048, köptes från Wuhan ChemFaces.

Estradiolvalerattabletter, specifikation 1 mg × 21 tabletter, köptes från Bayer Healthcare Co., Ltd., Guangzhou.

Musserumöstradiol (E2), alkaliskt fosfatas (ALP), typ I kollagen tvärbunden C-terminal telopeptid (CTX-1), och prokollagen typ I N-terminal propeptid (PINP) analyskit köptes från Beyotime Biotechnology, Shanghai.

RIPA-lysbuffert erhölls från Sigma, USA. Bio-Rad DC Protein Assay Kit erhölls från Bio-Rad Laboratories, USA. Anti-fosfo-Akt, anti-Akt, anti-fosfo-IKB och anti-IKB-antikroppar köptes från Cell Signaling Technology, USA. Anti-Runt-relaterad transkriptionsfaktor 2 (Runx2) antikropp köptes från Santa Cruz Biotechnology, USA. TRAP-färgningssats köptes från Sigma, USA. TRIzol-reagens och RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit köptes från Thermo Fisher Scientific, USA.

1.3 Huvudinstrument

De viktigaste instrumenten som användes var:

SKYSCAN 1276 mikrodatortomografiskanner, Bruker Technology, Peking

SpectraMax M mikroplattläsare, Molecular Devices, Shanghai

FA2004N elektronisk analytisk våg, Sailun Instruments, Peking

WMP-6105 optiskt mikroskop, Wumo Optical Instruments, Shanghai

VeritiPro kvantitativt PCR-system i realtid och PowerEase elektroforesapparat, Thermo Fisher Scientific, Shanghai

 

2. Metoder

2.1 Modelluppbyggnad och gruppering

C57BL/6 möss delades slumpmässigt in i fem grupper:

Skumopererad grupp

Modellgrupp

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

Lågdos akteosidgrupp, 50 mg/kg50 \\text{ mg/kg}50 mg/kg

Högdos akteosidgrupp, 150 mg/kg150 \\text{ mg/kg}150 mg/kg

Varje grupp innehöll 10 möss.

Alla djur bedövades med 2% natriumpentobarbital. Ett litet snitt gjordes för att exponera äggstockarna. Äggstockarna lokaliserades försiktigt och avlägsnades för att etablera OVX-modellen. I den skenopererade gruppen avlägsnades endast fettvävnaden nära äggstockarna.

Efter operationen fick alla möss intramuskulärt penicillin med 50 000 U/dag under 3 dagar i följd.

Efter operationen:

Östrogengruppen fick östradiolvalerat med 1 mg/kg1 \\text{ mg/kg}1 mg/kg genom sondmatning en gång dagligen.

Akteosidgrupperna med låg och hög dos fick akteosid genom sondmatning en gång dagligen.

De skenopererade och modellgrupperna fick renat vatten med 10 mg/kg10 \\text{ mg/kg}10 mg/kg genom sondmatning.

Möss avlivades 4 veckor efter operationen. Femoral vävnad och blodprover samlades in. Lårbenen fixerades i 4 % paraformaldehyd under 48 timmar och utvärderades med hjälp av mikro-CT.

2.2 Mikro-CT-detektion

Det vänstra lårbenet på varje mus skannades med hjälp av högupplöst mikro-CT. Skanningsparametrarna var:

Spänning: 50 kV

Ström: 55 μA

Isotropisk upplösning: 6 μm

Femoral scanning was performed at 2 mm proximal to the growth plate, with 720 sections scanned each time.

Mikro-CT-data analyserades med hjälp av INFINITT-Xelis programvara. De utvärderade strukturella parametrarna inkluderade:

Benmineraldensitet (BMD)

Benvolym/total volym (BV/TV)

Trabekulär tjocklek (Tb.Th)

Trabekulär separation (Tb.Sp)

Trabekulärt nummer (Tb.N)

2.3 Biokemiska indikatorer för blod

Blodprover uppsamlades och centrifugerades vid 1300 r/min under 15 minuter vid 4∘C4^\\circ C4∘C. ELISA-kit användes för att mäta serumnivåer av:

CTX-1, en benresorptionsmarkör

PINP, en benbildningsmarkör

ALP, en benbildningsmarkör

2.4 FÄLLNINGSfärgning

Efter fixering avkalkades musens lårben i EDTA i 10 dagar. De torkades sedan, bäddades in i paraffin och preparerades i 6 μm sektioner.

Sektionerna utsattes för xylenavvaxning, etanolrehydrering och TRAP-färgning. Därefter torkades sektionerna, rensades och monterades.

2.5 Immunohistokemi (IHC) färgning

För Runx2 immunhistokemi skars 5 μm sektioner med hjälp av en mikrotom, avvaxade sedan och hydratiserades.

Endogent peroxidas blockerades med 0,3 % väteperoxid i PBS under 30 minuter.

För att minska ospecifik färgning inkuberades sektioner under 1 timme i PBS innehållande 10 % normalt hästserum och 0,1 % Triton X-100.

Sektioner inkuberades över natten vid 4∘C4^\\circ C4∘C med anti-Runx2 primär antikropp vid en utspädning av 1:1 000.

Därefter tvättades sektioner med PBS och inkuberades med biotinylerat kanin-anti-get IgG vid en utspädning av 1:200 under 2 timmar, följt av inkubation med avidin-biotin-peroxidaskomplex under 1 timme.

Antigenfärgutveckling utfördes med användning av 3,3'-diaminobensidintetrahydrokloridlösning innehållande 0,003% väteperoxid. Hematoxylinlösning användes för motfärgning.

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

RNA extraherades med användning av TRIzol-reagens. Mängden RNA i varje prov normaliserades till 1 ug för cDNA-syntes.

cDNA syntetiserades med användning av RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit.

qRT-PCR utfördes med hjälp av Exicycler-96 kvantitativa termiska cykler i realtid.

Amplifieringsparametrarna var:

Initial denaturering vid 95∘C95^\\circ C95∘C i 5 minuter

40 cykler av trestegs PCR:

Denaturering vid 95∘C95^\\circ C95∘C under 1 minut

Glödgning vid 60∘C60^\\circ C60∘C i 30 sekunder

Slutlig förlängning vid 72∘C72^\\circ C72∘C i 1 minut

Data normaliserades med användning av GAPDH och utvärderades som genomsnittliga veckändringar. Relativt genuttryck beräknades med 2−ΔΔCt2^{-\\Delta\\Delta Ct}2−ΔΔCt-metoden.

2.7 Western blot-analys

Celler lyserades med användning av RIPA-lysbuffert innehållande proteashämmare och fosfatasinhibitorer I och II.

Proteinkoncentrationen bestämdes med användning av Bio-Rad DC Protein Assay Kit.

Lika mängder protein, 20 ug20 \\mu g20 ug per bana, laddades på 10% natriumdodecylsulfat-polyakrylamidgelelektrofores (SDS-PAGE) geler och överfördes till Immobilon-P polyvinylidenfluoridmembran.

Membran blockerades med 5% skummjölk under 1 timme och inkuberades sedan över natten vid 4°C4^\\circ C4°C med primära antikroppar.

Efter tvättning tre gånger med Tris-buffrad koksaltlösning innehållande 0,1 % Tween-20 (TBST), inkuberades membran med anti-mus eller anti-kanin IgG pepparrotsperoxidas-konjugerad sekundär antikropp vid en utspädning av 1:3 000 under 1 timme.

Proteiner visualiserades genom kemiluminescens med användning av ett ECL-kit.

2.8 Statistisk analys

Alla experimentella tester utfördes minst tre gånger.

Jämförelser mellan flera grupper utfördes med envägsanalys av varians. Parvisa jämförelser mellan grupper utfördes med Tukeys multipla jämförelsetest.

SPSS 14.0 programvara användes för statistisk analys. Ett värde på P<0.05P < 0.05P<0.05 was considered statistically significant.

 

3. Resultat

3.1 Effekter av akteosid på serum E2-nivå, livmodervikt, kroppsvikt och livmoderindex i OVX osteoporotiska möss

Som visas i figur 1, jämfört med den skenopererade gruppen, hade möss i modellgruppen signifikant lägre E2-nivåer i serum, livmodervikt och livmoderindex, medan kroppsvikten ökade signifikant (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Jämfört med modellgruppen visade möss i alla behandlingsgrupper signifikant minskad kroppsvikt (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Figur 1. Effekter av akteosid på serum E₂-nivå, livmodervikt, kroppsvikt och livmoderindex i OVX osteoporotiska möss

A. Skumopererad grupp
B. Modellgrupp
C. Östrogengrupp
D. Lågdos akteosidgrupp
E. Högdos akteosidgrupp

Notera:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modellgrupp;
△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 Effekter av akteosid på benhistomorfometriska parametrar i OVX osteoporotiska möss

Som visas i figur 2, jämfört med den skenopererade gruppen, visade möss i modellgruppen signifikant minskad BMD, BV/TV, Tb.N och Tb.Th, medan Tb.Sp var signifikant ökad (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Jämfört med modellgruppen visade alla behandlingsgrupper signifikant ökad BMD, BV/TV, Tb.N och Tb.Th, medan Tb.Sp var signifikant minskad (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Figur 2. Effekter av akteosid på benhistomorfometriska parametrar i OVX osteoporotiska möss

A. Skumopererad grupp
B. Modellgrupp
C. Östrogengrupp
D. Lågdos akteosidgrupp
E. Högdos akteosidgrupp

Notera:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modellgrupp;
△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 Effekter av akteosid på serumbenmetabolismrelaterade indikatorer hos OVX osteoporotiska möss

Som visas i figur 3, jämfört med den skenopererade gruppen, visade möss i modellgruppen signifikant minskade serum-PINP- och ALP-nivåer, medan CTX-1-nivåerna ökade signifikant (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Jämfört med modellgruppen visade alla behandlingsgrupper signifikant ökade PINP- och ALP-nivåer i serum, medan CTX-1-nivåerna var signifikant minskade (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Figur 3. Effekter av akteosid på serumbenmetabolismrelaterade indikatorer hos OVX osteoporotiska möss

A. Skumopererad grupp
B. Modellgrupp
C. Östrogengrupp
D. Lågdos akteosidgrupp
E. Högdos akteosidgrupp

Notera:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modellgrupp;
△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. Effekter av akteosid på antalet osteoklaster i lårbenet hos OVX osteoporotiska möss (TRAP-färgning)

A. Skumopererad grupp
B. Modellgrupp
C. Östrogengrupp
D. Lågdos akteosidgrupp
E. Högdos akteosidgrupp

Figur 5. Effekter av akteosid på Runx2-proteinuttryck i lårbensvävnad hos OVX osteoporotiska möss (IHC, ×400)

A. Skumopererad grupp
B. Modellgrupp
C. Östrogengrupp
D. Lågdos akteosidgrupp
E. Högdos akteosidgrupp

Figur 6. Effekter av akteosid på ALP, OCN, Col1, NFATcl och c-fos mRNA uttryck i lårbensvävnad hos OVX osteoporotiska möss

A. Skumopererad grupp
B. Modellgrupp
C. Östrogengrupp
D. Lågdos akteosidgrupp
E. Högdos akteosidgrupp

Notera:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modellgrupp;
△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 Effekter av akteosid på antalet osteoklaster i lårbensvävnaden hos OVX osteoporotiska möss

Som visas i figur 4, jämfört med den skenopererade gruppen, ökade antalet TRAP-positiva osteoklaster i modellgruppen.

Jämfört med modellgruppen minskade antalet TRAP-positiva osteoklaster i alla behandlingsgrupper.

3.5 Effekter av akteosid på Runx2-proteinuttryck i lårbensvävnad hos OVX osteoporotiska möss

Som visas i figur 5, jämfört med den skenopererade gruppen, reducerades Runx2-proteinpositivt uttryck i lårbensvävnad i modellgruppen.

Jämfört med modellgruppen ökade Runx2-proteinpositivt uttryck i lårbensvävnad i alla behandlingsgrupper.

3.6 Effekter av akteosid på ALP, OCN, Col1, NFATc1 och c-fos mRNA-uttryck i lårbensvävnad hos OVX osteoporotiska möss

Som visas i figur 6, jämfört med den skenopererade gruppen, minskade femoralt ALP-, OCN- och Col1-mRNA-uttryck signifikant i modellgruppen, medan NFATc1- och c-fos-mRNA-uttrycket ökade signifikant (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Jämfört med modellgruppen visade alla behandlingsgrupper signifikant ökat ALP-, OCN- och Col1-mRNA-uttryck, medan NFATc1- och c-fos-mRNA-uttryck minskade signifikant (P<0.05P < 0.05P<0.05).

 

Figur 7. Effekter av akteosid på p-IκB och p-Akt proteinuttryck i lårbensvävnad hos OVX osteoporotiska möss

A. Skumopererad grupp
B. Modellgrupp
C. Östrogengrupp
D. Lågdos akteosidgrupp
E. Högdos akteosidgrupp

Notera:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modellgrupp;
△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

Osteoporos är en vanlig metabolisk bensjukdom som kännetecknas av minskad benmineraldensitet, förstörelse av benmikrostruktur, ökad benskörhet och förhöjd frakturrisk.

Cirka 200 miljoner människor världen över är drabbade av benskörhet. Med en åldrande befolkning lägger dess höga förekomst och dödlighet en tung börda på samhället.

Postmenopausal osteoporos orsakas främst av östrogenbrist och är den vanligaste typen av osteoporos. Dess typiska egenskaper inkluderar sjunkande östrogennivåer och kontinuerlig kalciumförlust med åldrande.

Den patologiska mekanismen för osteoporos kännetecknas av minskad benmassa och förstörelse av trabekulär mikrostruktur. Detta beror direkt på en obalans mellan osteoklastbildning och osteoblastbildning [9].

Med tanke på det viktiga inflytandet av östrogenbrist på osteoporos, använde denna studie en ovariektomiinducerad musmodell för att utvärdera de anti-osteoporotiska effekterna av akteosid.

För det första bekräftade denna studie att OVX orsakade östrogenbrist, uterusatrofi och benförlust hos möss, medan exogent E2-tillskott förbättrade uterusatrofi och benförlust hos OVX-möss.

Dessutom fann denna studie att akteosid inte förändrade serum E2-nivåer eller livmodervikt hos OVX-möss, men det förbättrade benmineraltätheten och benmikrostrukturen avsevärt, vilket förbättrade benförlusten.

Detta återspeglades av ökad lårbens-BMD, BV/TV, Tb.N och Tb.Th, samt minskad Tb.Sp.

Bland dessa parametrar:

BMD utvärderar effektivt graden av benförlust.

BV/TV reflekterar spongiös benmassa.

Tb.N, Tb.Sp och Tb.Th används främst för att utvärdera den rumsliga morfologin hos trabekulärt ben [10].

 

Hur Acteoside kan stödja benombyggnad

En obalans mellan benbildning och benresorption anses vara en viktig mekanism för osteoporos.

Nuvarande osteoporosterapier inkluderar huvudsakligen:

Anti-resorptiva läkemedel, såsom bisfosfonater, som hämmar osteoklastaktivitet

Anabola medel, såsom bisköldkörtelhormon, som främjar osteoblastfunktionen

Även om dessa läkemedel har tydliga fördelar för benhälsan, kan de också vara associerade med biverkningar, inklusive illamående, kräkningar, magsmärtor och ökade risker relaterade till bröstcancer och endometriecancer [11].

En idealisk osteoporosstrategi skulle vara en förening med dubbel regulatorisk aktivitet och färre biverkningar: en som kan hämma osteoklastdifferentiering samtidigt som den ökar osteoblastaktiviteten.

Denna studie fann att akteosid minskade serumnivåerna av CTX-1 och ökade serumnivåerna av PINP och ALP.

Serum ALP och PINP är markörer för benbildning, medan CTX-I är en markör för benresorption [12].

Dessa resultat tyder på att akteosid kan reglera benmetabolism i OVX-möss genom att främja benbildning och hämma benresorption, vilket visar en potentiell dubbel reglerande effekt på benomsättningen.

 

Acteosid kan hjälpa till att minska osteoklastmedierad benresorption

Histologisk analys visade att akteosidbehandling minskade antalet TRAP-positiva celler, nämligen osteoklaster, i det trabekulära benet nära lårbenets tillväxtplatta hos OVX-möss.

Detta tyder på att acteosid kan hämma OVX-inducerad osteoklastaktivering.

I benmikromiljön är osteoklaster specialiserade flerkärniga makrofager som bildas genom differentiering av monocyter inducerad av RANKL och makrofagkolonistimulerande faktor.

Den RANKL-inducerade signalkaskaden spelar en central roll för att reglera osteoklastaktivitet. Efter att RANKL binder till sin receptor RANK, rekryterar den TNF-receptorassocierad faktor 6, vilket ytterligare aktiverar nedströms NF-KB-vägen.

I den klassiska NF-KB-vägen binder IκB till NF-KB och förhindrar dess nukleära translokation. Under osteoklastdifferentiering fosforyleras och bryts IκB ned, vilket resulterar i aktivering av NF-KB-vägen.

Dessutom spelar Akt en viktig roll i osteoklastdifferentiering [13]. RANKL- och M-CSF-stimulering kan aktivera Akt, som främjar NFATc1-kärnlokalisering genom fosforylering av glykogensyntaskinas 3, och därigenom inducerar osteoklastbildning.

Aktivering av NF-KB och Akt utlöser uttryck av de viktigaste osteoklastdifferentieringsfaktorerna c-fos och NFATc1. Dessa två kärnregulatorer påverkar differentieringen av osteoklastprekursorer till mogna osteoklaster genom att reglera uttrycket av osteoklastspecifika gener.

Denna studie fann att akteosidbehandling hämmade IκB-nedbrytning i lårbensvävnad hos OVX-möss, och blockerade därigenom aktivering av NF-KB-vägen. Det reducerade också specifikt Akt-fosforylering och hämmade c-fos och NFATc1-proteinuttryck.

Dessa resultat indikerar att acteosid kan hämma osteoklastdifferentiering och förhindra OVX-inducerad benresorption genom att blockera NF-KB- och Akt-vägarna och nedreglera NFATc1- och c-fos-uttryck.

 

Acteoside kan främja osteoblastdriven benbildning

Runx2 är en viktig transkriptionsfaktor vid benbildning. Det uttrycks endast i osteoblaster och mineraliserade vävnader och spelar en viktig roll i osteoblastdifferentiering genom att inducera nyckel-osteoblastspecifika markörgener, inklusive ALP, OCN och Col1 [14].

Bland dessa:

ALP är en tidig fenotypisk markör för osteoblastdifferentiering. Dess aktivitet återspeglar det initiala stadiet av osteoblastdifferentiering och spelar en viktig roll vid benmineralisering genom att initiera och/eller främja hydroxiapatitkristallbildning i osteoblastmatrisvesiklar.

OCN och Col1 uttrycks i de senare stadierna av osteoblastdifferentiering, som åtföljer initieringen av extracellulär matrismineralisering [15].

Genom immunhistokemisk analys fann denna studie att acteosid ökade proteinuttrycket av den osteogena markören Runx2 i lårbensvävnad, vilket tyder på att det kan främja benbildning hos OVX-möss.

Samtidigt observerades nedreglering av osteoblastspecifika markörgener ALP, OCN och Col1 i lårbensvävnaden hos OVX-möss, medan acteosidbehandling delvis reverserade OVX-inducerad suppression av osteoblastspecifik gentranskription.

Dessa resultat tyder på att akteosid kan främja osteogenes genom att förbättra både de tidiga och sena stadierna av osteoblastdifferentiering, och därigenom stödja osteoblastdifferentiering och mineralavsättning.

 

Vad detta betyder för personer som är intresserade av örtstöd för osteoporos

För personer som letar efter växtbaserade eller naturliga metoder för att stödja benhälsa, erbjuder denna studie en meningsfull vetenskaplig riktning.

Acteosid är inte bara ett "kalciumtillskott". Istället tyder denna forskning på att det kan fungera djupare genom att hjälpa till att reglera balansen mellan två viktiga typer av benceller:

, som bygger ben

Osteoklaster, som bryter ner ben

Friska ben är beroende av balansen mellan dessa två processer. Vid postmenopausal osteoporos blir benresorptionen ofta starkare än benbildning, vilket leder till gradvis benförlust.

Enligt denna musstudie kan acteosid hjälpa till att återställa denna balans genom att:

Stödjer osteoblastrelaterad benbildning

Minska osteoklastrelaterad benresorption

Förbättring av bentäthet och trabekulär benstruktur

Reglera viktiga molekylära vägar relaterade till benombyggnad

För kunder som är intresserade av växtbaserade benhälsoprodukter ger detta en lovande forskningsbas för akteosidrika växter som Rehmannia och Cistanche.

Det är dock viktigt att vara ansvarsfull och realistisk: denna studie utfördes på möss, inte på människor. Akteosid bör därför inte presenteras som ett beprövat botemedel mot osteoporos hos människa. Personer som diagnostiserats med osteoporos bör konsultera en kvalificerad sjukvårdspersonal, särskilt om de redan använder receptbelagd medicin eller hormonrelaterad terapi.

Ändå, för dem som söker en naturlig benstödsstrategi är akteosid en förening som är värd att uppmärksamma eftersom den stöds av framväxande mekanistisk forskning.

 

Slutsats

Sammanfattningsvis verkar acteosid utöva en dubbel reglerande effekt på benremodellering i OVX-möss.

Det kan hämma osteoklastmedierad benresorption genom att undertrycka aktiveringen av NF-KB/Akt/NFATc1/c-fos-vägen.

Samtidigt kan det främja osteoblastdriven benbildning genom att aktivera Runx2/OCN/Col1-axeln.

Genom dessa mekanismer förbättrade akteosid OVX-inducerad ökning av benresorption och minskningar av benbildning, vilket i slutändan hjälpte till att minska benförlusten hos möss.

Denna forskning utfördes dock endast i en djurmodell. Framtida studier bör etablera motsvarande cellmodeller för att ytterligare utforska hur acteosid reglerar osteoblast- och osteoklastfunktion in vitro. Fler humana kliniska studier behövs också innan akteosid kan rekommenderas som ett terapeutiskt alternativ för osteoporos.

Akteosid representerar för närvarande en lovande naturlig förening för vidare utveckling inom området benhälsa och osteoporosrelaterad forskning.

---

Referenser

[1] Brown JP. Långtidsbehandling av postmenopausal osteoporos.Endocrinol Metab (Seoul), 2021, 36(3): 544–552.

[2] Fischer V, Haffner-Luntzer M. Interaktion mellan ben och immunceller: Implikationer för postmenopausal osteoporos.Semin Cell Dev Biol, 2022, 123: 14–21.

[3] He Yuchi, Liu Ya. Utforskning av den molekylära mekanismen för Liuwei Dihuang Pill vid behandling av diabetesrelaterad osteoporos baserat på nätverksfarmakologi och molekylär dockning.Traditionell kinesisk medicin, 2025, 14(7): 6.

[4] Tan Xiaoyan, Li Xinhua, Chen Guanghua, et al. Klinisk effekt av Liuwei Dihuang Pill kombinerat med zoledronsyra vid behandling av postmenopausal osteoporos.China Journal of Pharmaceutical Economics, 2024, 19(10): 47–51.

[5] Xiao Y, Ren Q, Wu L. Akteosids farmakokinetiska egenskaper och farmakologiska aktivitet: En översyn.Biomed Pharmacother, 2022, 153: 113296.

[6] Zhou Yu. Systematisk utvärdering och utforskning av medicineringsregeln av recept på traditionell kinesisk medicin för postmenopausal osteoporos och mekanismen för Gujindan interventionsterapi. Avhandling. Changchun: Changchun University of Chinese Medicine, 2023.

[7] Wu Tingyu, Yu Pei, Liu Zhiqiang, et al. Mekanism av Qigu Capsule mot osteoporos baserad på nätverksfarmakologi.Journal of Xinyu University, 2021, 26(5): 29–37.

[8] Sun Qianhui. Studie om effekterna av Zuogui Pill och Yougui Pill på osteogenes, adipogenes och apoptos av benmärgsmesenkymala stamceller hos ovariektomerade råttor. Avhandling. Shenyang: Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, 2017.

[9] Zhang QY, Gong HB, Jiang MY, et al. Reglering av enzymatisk lipidperoxidation i osteoblaster skyddar mot postmenopausal osteoporos.Nat Commun, 2025, 16(1): 758.

[10] Wang Dongdong, Ren Weimin, Chen Kai, et al. Prediktivt värde av mikro-CT-parametrar för återfall efter osteoporotisk kotkompressionsfrakturoperation.Bildvetenskap och fotokemi, 2022, 40(1): 22–27.

[11] Brown JP. Långtidsbehandling av postmenopausal osteoporos.Endocrinol Metab (Seoul), 2021, 36(3): 544–552.

[12] Migliorini F, Maffulli N, Spiezia F, et al. Biomarkörer som terapiövervakning för postmenopausal osteoporos: En systematisk översikt.J Orthop Surg Res, 2021, 16(1): 318.

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

[14] Gomathi K, Akshaya N, Srinaath N, et al. Reglering av Runx2 genom post-translationella modifieringar i osteoblastdifferentiering.Life Sci, 2020, 245: 117389.

[15] Sharma AR, Lee YH, Gankhuyag B, et al. Effekt av aluminiumoxidpartiklar på osteoblasternas osteogena förmåga.J Funct Biomater, 2022, 13(3): 105.