Metabolomics kombinerat med BMP-2/Smad Signaling Pathway Analysis belyser de lindrande effekterna av totala flavonoider av Epimedii Folium—Ben Nutritional Supplement på postmenopausal osteoporos

Abstrakt

Postmenopausal osteoporos (PMOP) utlöses av östrogenbrist. Otillräckligt östrogen leder till att benresorptionen överstiger benbildningen, vilket leder till minskad benmassa. Studier har bekräftat att den totala mängden flavonoider extraherar frånEpimedii Folium(TFE) kan lindra osteoporos, medan ett bennäringsämne som består av kondroitinsulfat (CS) i kombination med glukosaminhydroklorid (GLcN) utövar terapeutiska effekter på benmetabolismrelaterade sjukdomar. Eftersom osteoporos i grunden kännetecknas av metabola störningar, kan kombinationen av TFE-extrakt med ett bennäringstillskott (TG) utöva synergistiska multi-target regulatoriska effekter, och därigenom erbjuda ett nytt tillvägagångssätt för förebyggande och kontroll av PMOP.

Denna studie undersökte systematiskt de förbättrande effekterna och mekanismerna av TG på PMOP genom experiment in vivo och in vitro i kombination med metabolomikteknologi. In vivo etablerades en ovariektomierad (OVX) råttmodell genom bilateral ovariektomi. De farmakodynamiska effekterna av TG på PMOP verifierades baserat på benhistopatologisk färgning, bentäthet och fysiologiska indikatorer. Dessutom användes metabolomikteknologi för att kvantifiera urinmetaboliter för att utforska potentiella PMOP-biomarkörer som regleras av TG och de associerade metaboliska nätverken. In vitro behandlades MC3T3-E1-celler med TFE och TG för att screena säkra doser. Därefter utfördes osteogen induktion, och effekterna och mekanismerna av TG på osteogen differentiering studerades via alkaliskt fosfatas (ALP) färgning, Alizarin Red S (ARS) färgning och Western blot-analys.

Farmakodynamiska resultat visade att TG minskade osteoklastgenereringen och signifikant återställde bentäthet och fysiologiska indikatornivåer. Metabolomics-resultat indikerade att TG lindrade benförlust huvudsakligen genom att intervenera i flera metabola vägar, inklusive nikotinat- och nikotinamidmetabolism, histidinmetabolism, pyrimidinmetabolism, tryptofanmetabolism, alanin/aspartat/glutamatmetabolism, purinmetabolism, vitamin B6-metabolism och andra. In vitro-experiment bekräftade att TG främjade osteoblastproliferation och osteogen differentiering via signalvägen för benmorfogenetisk protein-2 (BMP-2)/Sma- och Mad-relaterat protein (Smad). Sammanfattningsvis kan TG effektivt förbättra PMOP genom en synergistisk effekt med flera mål. Denna studie ger en experimentell grund och teoretiskt stöd för den kliniska tillämpningen av TG.

Nyckelord:totalt flavonoider avEpimedii Folium; bennäringstillskott; postmenopausal osteoporos; metabolomik; BMP-2/Smad signalväg

 

Ett nytt näringstillskott för örtcistancheben

 

 

 

1. Introduktion

Osteoporos (OP) är en systemisk metabolisk bensjukdom som kännetecknas av minskad benmassa och benmineraldensitet (BMD), förstörelse av benmikroarkitektur och ökad benskörhet. Postmenopausal osteoporos (PMOP) är den vanligaste typen och är förknippad med minskad östrogenutsöndring. Minskad östrogen gör att benresorptionen överstiger benbildningen, vilket resulterar i störd benhomeostas [1].

En prevalensstudie av osteoporos i Kina som omfattade 20 416 deltagare fann att bland personer i åldern 40 år eller äldre var prevalensen av OP 5,0 % hos män och 20,6 % hos kvinnor [2]. En utvärdering av OP-prevalens bland amerikanska vuxna äldre än eller lika med 50 år fann en prevalens på 16 % hos män och 29,9 % hos kvinnor [3], vilket tyder på en högre prevalens hos kvinnor. Kliniskt inkluderar läkemedel som används för att behandla PMOP huvudsakligen paratyreoideahormonanaloger, bisfosfonater, östrogen, kalcitonin och RANKL-hämmare; dessa läkemedel kan dock orsaka negativa effekter såsom hjärtklappning, osteonekros i käken och hjärt-kärlsjukdom, vilket gör dem olämpliga för långvarig användning [4]. På grund av den anmärkningsvärda biverkningsbördan av konventionella läkemedel har det blivit brådskande att identifiera alternativ för traditionell kinesisk medicin (TCM) med färre biverkningar och lämplighet för långsiktig behandling. TCM har länge använts för att förbättra OP och har fått bred uppmärksamhet nationellt och internationellt. Studier bekräftar att flera kinesiska örter som t.exEpimedii FoliumochRhizoma Drynariaeha betydande effekter för att förbättra OP [5].

Totalt antal flavonoiderEpimedii Folium(TFE) är de huvudsakliga aktiva komponenterna, inklusive icariin, epimedin A och epimedin B. De anti-osteoporotiska effekterna avEpimedii Foliumhar rapporterats i många studier; till exempel förbättrar icariin osteogen differentiering av benmärgsmesenkymala stamceller (BMSC) [6]. TFE-extrakt kan också förbättra benförlusten genom att öka brun fettvävnad och minska vit fettvävnad i benmärgen [7].

 

Ben näringstillskott gjord av Cistanche

 

Kondroitinsulfat (CS) är en sulfaterad glykosaminoglykan och en linjär polysackarid som består av upprepade disackaridenheter som innehåller uronsyra och N-acetylhexosamin [8]. Glukosaminhydroklorid (GLcN) är en aminomonosackarid som syntetiseras från glukos i mänskliga vävnader; det finns huvudsakligen i brosk och synovial bindväv och är en viktig komponent i ledbrosk och extracellulär matrix. Båda används ofta som kosttillskott. ZHENG HX et al. [9] rapporterade att CS kan minska seruminflammatoriska cytokiner och hämma oxidativ stress; det kan också minska osteoklastuttrycket genom att reglera OPG/RANKL, vilket tyder på antiinflammatoriska och antioxidanta effekter och hämning av osteoklastdifferentiering. I USA kombineras CS ofta med GLcN i kosttillskott och används främst för att minska förlusten av matriskomponenter vid artros [10]. Dessutom, eftersom CS kan inducera celldifferentiering, har det använts i kondrogenes och osteogena konstruktioner [11-12].

Flera studier tyder på att TFE-extrakt, CS och GLcN har vissa terapeutiska effekter vid benmetabolismrelaterade sjukdomar. Huruvida ett kombinerat TFE-extrakt-ben näringstillskott (TG) ger synergistiska fördelar för att förbättra OP och dess mekanismer förblir oklart.

 

Ben näringstillskott gjord av Cistanche
 

 

Cistanche-butik över hela världen

Supportive Service Of Wecistanche-För mer information om samarbete
E-post:wallence.suen@wecistanche.com

 

 

2. Material och metoder

2.1 Djur

Fyrtio 8 veckor gamla Sprague-Dawley-honråttor (180–220 g) köptes från Changchun Yisi Experimental Animal Co., Ltd. (Djurlicensnummer SCXK (Ji)-2020-0001). Djuren hölls i ett SPF-laboratorium vid 23±223 \\pm 223±2 grader och 50% luftfuktighet, med fri tillgång till mat och vatten, under en 12 timmars ljus/12 timmars mörk cykel. Djurförsök granskades och godkändes av Experimental Animal Welfare and Ethics Committee vid Jilin Agricultural University (acceptans nr. 20240717001).

2.2 Läkemedel och reagenser

Koreansk Epimedii Foliumrå ört köptes från Tonghua County Senyu Chinese Medicinal Materials Co., Ltd. (Jilin-provinsen). Icariin (batchnummer T11A11B111118) köptes från Shanghai Yuanye Bio-Technology Co., Ltd. GLcN (batchnr. M-AT-1904020) köptes från Zhejiang Jinke Pharmaceutical Co., Ltd. Ltd. Ytterligare reagenser inkluderade penicillinnatrium för injektion, östradiolvalerattabletter, tribrometanol, ELISA-kit för PINP och CTX-I, hydroxiprolin, fosfor och kalciumanalyskit, ALP-färgningskit, -MEM-medium, trypsin, penicillin-streptomycin, snabb överföring av penicillin-streptomycin, blockerande buffert, HPST, DFST-buffert, HPST, DFST get-anti-kanin-IgG, anti-GAPDH-antikropp, förfärgad proteinmarkör, RIPA-lysbuffert, ECL-kit, PAGE-gelberedningskit, proteinladdningsbuffert, CCK-8-kit, fosterserum från nötkreatur, Alizarin Red S, askorbinsyra, -glycerofosfatnatrium, dexametason, dexametason, PBS, och primära antikroppar S,UNX2, PBS, och {2} ALP, OSX och p-Smad1/5.(Alla batchnummer och leverantörer är de som anges i originaltexten.)

2.3 Instrument

En mikroplattläsare (ThermoFisher, USA), inverterat mikroskop (Motic Group), biosäkerhetsskåp (ThermoFisher, USA), CO2_22​-inkubator (ThermoFisher, USA) och digitalt dubbelkanals värmemetallbad (Changchun Kelebo Biotechnology Co., Ltd.) användes.

2.4 TFE Extraktion

TFE extraherades med den metod som rapporterats av Zhang Dongxue et al. [13]. Det erhållna lyofiliserade pulvret mättes med UV-Vis-spektrofotometri vid 270 nm. Med användning av icariin som standard bestämdes det totala flavonoidinnehållet i TFE-extraktet till 79,0 %.

2.5 Djurexperimentell design

Råttor randomiserades in i fem grupper: normal (sken), modell (OVX), östradiolvalerat (EV), TFE-extrakt (T) och TG. Den skenbara gruppen genomgick endast borttagning av en liten mängd bukfett och mjukvävnad; alla andra grupper genomgick bilateral ovariektomi. Läkemedel framställdes som suspensioner i 0,5 % natriumkarboximetylcellulosa och administrerades genom oral sondmatning. Sham- och OVX-grupper fick koksaltlösning genom sondmatning. T-gruppen fick TFE vid 490 mg·kg−1^{-1}−1. EV-gruppen fick 0,1 mg·kg−1^{-1}−1. TG-gruppen fick CS 124 mg·kg−1^{-1}−1, GLcN 155 mg·kg−1^{-1}−1 och TFE 490 mg·kg−1^{-1}−1. Doserna omvandlades från humana rekommenderade doser. Gasvolymen var 2 mL·kg−1^{-1}−1·d−1^{-1}−1 under 8 veckor i följd. Framgångsrik modellering bekräftades när serumhalterna av östradiol (E2) i OVX-gruppen var signifikant lägre än de i skengruppen. Eftersom CS+GLcN enbart endast visade en liten förbättringstrend i råttas BMD, etablerades inte en separat bennäringsgrupp.

Vid veckorna 3, 6 och 8 placerades råttor i metaboliska burar med fritt vatten och 12 timmars fasta, och 24 timmars urinprover samlades in. Urin centrifugerades vid 4 grader, 3 500 r·min−1^{-1}−1 under 10 min; supernatanter lagrades vid -80 grader. I slutet av vecka 8 avlivades djuren och blod samlades in, centrifugerades vid 4 grader, 4 000 r·min−1^{-1}−1 i 15 minuter för att erhålla serum, och lagrades sedan vid -80 grader.

2.6 Mätning av fysiologiska indikatorer

Vid vecka 8 samlades urin och abdominalt aortablod. ELISA-kit användes för att mäta serumbenbildningsmarkör PINP och benresorptionsmarkör CTX-I. Serum och urin hydroxiprolin (Hyp) mättes genom alkalisk hydrolys. Urinkalcium (U-Ca) mättes med MTB-mikroplattmetoden och urinfosfor (UP) med fosfomolybdatmetoden.

2.7 Benmineraldensitet och mikro-CT

Efter 8 veckor skördades de vänstra lårbenen, rengjordes och skannades med hjälp av mikro-CT. Trabekulära parametrar analyserades kvantitativt, inklusive trabekulär separation (Tb.Sp), trabekulär tjocklek (Tb.Th), trabekulärt antal (Tb.N), benvolymfraktion (BV/TV) och strukturmodellindex (SMI).

2.8 Benhistopatologi

Höger lårben fixerades i 4 % paraformaldehyd, avkalkade, paraffininbäddades, sektionerades och färgades med HE och TRAP. TRAP-positiva osteoklaster verkade mörkröda.

2.9 Metabolomisk analys

Urin (100 μL) späddes 10 gånger med destillerat vatten, virvlades i 30 s, centrifugerades vid 4 grader, 15 000 r·min−1^{-1}−1 under 10 min, och supernatanten användes för analys. Lika volymer (100 μL) urin från varje råtta slogs samman för att förbereda kvalitetskontrollprover (QC).

Kromatografi utfördes med en ACQUITY UPLC CSH C18-kolonn (2,1 mm × 150 mm, 1,7 μm) vid 40 grader. Mobil fas A var acetonitril (0,1 % myrsyra) och mobil fas B var vatten (0,1 % myrsyra). Flödeshastigheten var 0,20 mL·min−1^{-1}−1, injektionsvolym 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.

Masspektrometri utfördes med ett Q Exactive Plus-instrument i positiva och negativa jonlägen med sprayspänning ±3,2 kV, mantelgas 2,0–8,0 psi, kapillärtemperatur 350 grader och skanningsområde m/z 100–1 000.

2.10 Multivariat statistik och databehandling

Rå LC–MS-data förbehandlades och normaliserades med Compound Discoverer-programvaran. Oövervakad PCA användes för att bedöma klustring och gruppskillnader. Övervakad OPLS-DA användes för att erhålla VIP-värden. Ett t-test användes för normaliserade data. Metaboliter med VIP > 1 och P < 0,05 ansågs vara potentiella biomarkörer och identifierades ytterligare.

2.11 Identifiering av biomarkörer och analys av vägar

Exakt retentionstid (Rt), m/z och molekylvikt erhölls från TIC-kromatogram. Kandidatformler och elementär sammansättning förutspåddes med användning av Compound Discoverer onlinedatabaser (HMDB, KEGG). Bananrikning utfördes med MetaboAnalyst.

2.12 Osteoblastkultur och differentiering

MC3T3-E1 muskalvariala osteoblaster odlades i en 37 graders CO2_22-inkubator. När 80%–90% konfluenta ströks celler ut för osteogen induktion. Osteogent komplett medium bestod av -MEM kompletterat med 10 mmol·L−1^{-1}−1 -glycerofosfat, 50 μmol·L−1^{-1}−1 askorbinsyra och 100 nmol·L−1^{-1}−1 dexametason.

2.13 Cytotoxicitetsanalys

Cellviabiliteten utvärderades av CCK-8. MC3T3-E1-celler (5 x 103^33 celler/brunn) såddes i 96-brunnars plattor och inkuberades över natten. Celler behandlades sedan 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 timmar. Absorbans vid 450 nm mättes för att beräkna livsduglighet. Baserat på resultat valdes optimala doser ut och kombinerades för att testa TG kontra kontroll.

2.14 ALP-färgning

MC3T3-E1-celler (1 × 104^44 celler/brunn) såddes i 12-brunnars plattor och delades upp i blank (ingen induktion), kontroll (osteogen induktion), T (osteogen induktion + TFE) och TG (osteogen induktion + TG). Media byttes varannan dag. Efter 7 dagar utfördes ALP-färgning enligt kitinstruktionerna.

2.15 ARS-färgning

Using the same grouping and treatment as ALP staining, cells were induced for 14 days. Cells were fixed with 4% paraformaldehyde, stained with 0.1% Alizarin Red (pH 7.2) for 30 min, washed, and observed under a microscope.

2.16 Western Blot

För att undersöka om TG påverkar osteogen differentiering genom BMP-2/Smad-signalering, såddes MC3T3-E1-celler (5 × 105^55 celler/brunn) i 6-brunnars plattor med samma gruppering som ovan. Celler lyserades med RIPA plus proteas- och fosfatasinhibitorer. Efter BCA-kvantifiering denaturerades proteiner, separerades med 10 % SDS-PAGE, överfördes till PVDF, blockerades, inkuberades med primära antikroppar (GAPDH, p-Smad1/5, Smad1, BMP-2, RUNX2, OSX, ALP), följt av sekundär HRP-antikropp, ECLJ-utveckling, avbildning,.

2.17 Statistisk analys

Data uttrycks som medelvärde ± SD. SPSS användes för statistisk analys. Efter normalitetstestning utfördes envägs ANOVA. Skillnader ansågs statistiskt signifikanta vid P < 0,05.

 

Ben näringstillskott gjord av Cistanche
 

3. Resultat

3.1 Serumbiokemiska indikatorer

Som visas i tabell 1, jämfört med skengruppen, minskade E2-nivåerna i OVX-gruppen signifikant, vilket tyder på framgångsrik modelletablering. Serum PINP i OVX-gruppen minskade signifikant, vilket tyder på minskad benbildning i PMOP. Jämfört med OVX ökade PINP i T- och TG-grupperna signifikant, vilket tyder på att både T och TG ökade benbildningsmarkörer, med bättre återhämtning i TG. Jämfört med sken, ökade CTX-I i OVX signifikant, vilket tyder på förbättrad benresorption efter ovariektomi. Jämfört med OVX minskade CTX-I i T och TG signifikant, med en mer uttalad minskning av TG. Serumhydroxiprolin (S-Hyp) ökade signifikant i OVX jämfört med bluff, vilket indikerar ökad kollagennedbrytning; jämfört med OVX, minskade S-Hyp i T och TG, med en signifikant minskning av TG, vilket tyder på bättre hämning av kollagennedbrytning.

3.2 Urin biokemiska indikatorer

Jämfört med sken, ökade UP signifikant i OVX; jämfört med OVX minskade UP mer markant i TG. U-Ca ökade signifikant i OVX jämfört med bluff; jämfört med OVX minskade U-Ca signifikant i både T och TG, med en större minskning av TG. Urinhyp (U-Hyp) ökade signifikant i OVX jämfört med sken; jämfört med OVX minskade U-Hyp signifikant i varje behandlingsgrupp, med en större minskning av TG än i T (tabell 2).

3.3 Benhistopatologi

HE-färgning visade att trabekulär kontinuitet var bra i sken, med färre adipocyter i märghålan. Jämfört med bluff visade OVX sämre trabekulär kontinuitet och markant ökade adipocyter. Jämfört med OVX minskade trabekulär kontinuitet i T och TG och antalet fettceller; TG visade mer uppenbar återhämtning (Figur 1A). TRAP-färgning visade att antalet osteoklaster ökade signifikant i OVX jämfört med sken; jämfört med OVX minskade osteoklaster i T och TG, med en signifikant minskning av TG (Figur 1B).

3.4 Benmineraldensitet och mikro-CT parametrar

Micro-CT visade signifikant minskad benmassa i OVX jämfört med sken. Jämfört med OVX var benmassaåtervinningen i TG mer signifikant än i T, med en tydlig ökning av trabekulär densitet (Figur 1C). Kvantitativ analys visade att BV/TV, Tb.Th och Tb.N minskade signifikant i OVX jämfört med bluff. Jämfört med OVX ökade dessa index signifikant efter TG (bättre än T). Tb.Sp och SMI ökade signifikant i OVX jämfört med sken; jämfört med OVX minskade TG dessa index mer signifikant än T (tabell 3).

3.5 PCA

Under både positiva och negativa jonlägen visade PCA av urinmetabolitprofiler vid veckorna 3, 6 och 8 tydlig separation mellan sken-, OVX- och TG-grupper, vilket indikerar distinkta metaboliska profiler före/efter modellering och före/efter TG-behandling (se kompletterande material som refereras till i det ursprungliga publikationssammanhanget).

3.6 Potentiell screening av biomarkörer

OPLS-DA visade mer uttalad gruppseparation över veckor i båda jonlägena. Vulkanplottar och 200-permutationstester stödde modellens tillförlitlighet (R2Y och Q2 nära 1; Q2 intercept < 0), vilket tyder på att ingen överanpassning inte är.

3.7 Identifiering av biomarkörer och analys av vägar

Med hjälp av VIP > 1 och P < 0,05 screenades potentiella biomarkörer. Baserat på m/z, MS/MS, Rt och molekylvikt, och med hänvisning till HMDB/KEGG, identifierades 46 potentiella biomarkörer. KEGG-anrikning indikerade vägar som huvudsakligen involverade nikotinat- och nikotinamidmetabolism, histidinmetabolism, pyrimidinmetabolism, tryptofanmetabolism, D-aminosyrametabolism, alanin/aspartat/glutamatmetabolism, purinmetabolism och vitamin B6-metabolism (Figur 2). Hierarkisk klustring visade dynamiska förändringar över veckorna 3, 6 och 8 efter TG-intervention (se kompletterande material som refereras till i den ursprungliga publikationskontexten).

3.8 Cytotoxicitetsanalys

Efter 24 timmars behandling ökade 6 ug·mL−1^{-1}−1 TFE cellviabiliteten; högre doser hämmade livskraften. GLcN vid 0,4 mmol·L−1^{-1}−1 ökade signifikant livsduglighet. CS vid 150 ug·mL−1^{-1}−1 ökade viabiliteten (tabell 4). Således valdes 6 ug·mL−1^{-1}−1 TFE, 0,4 mmol·L−1^{-1}−1 GLcN och 150 ug·mL−1^{-1}−1 CS. Kombinerad dosering visade kontrollviabilitet på 1,00 ± 0,11 och TG-viabilitet på 1,22 ± 0,03, vilket indikerar att den valda TG-dosen var säker och icke-cytotoxisk.

3.9 Effekter på osteogen differentiering och proteinuttryck

ALP är en tidig markör för osteogen differentiering. Under osteogen induktion visade TG mörkare ALP-färgning än T, vilket indikerar bättre främjande av ALP-uttryck (Figur 3A). ARS-färgning visade att både T och TG främjade bildning av mineraliserade knölar jämfört med kontroll, med en mer uttalad effekt i TG (Figur 3B). Western blot visade ökat uttryck av osteogena markörer under induktion. Jämfört med blank, indikerade kontroll framgångsrik osteogen differentiering. Efter behandling ökade TG kraftigare BMP-2, p-Smad1/5, RUNX2, OSX och ALP proteinuttryck (Figur 3C; Tabell 5).

 

4. Diskussion

Postmenopausal ovariesvikt minskar östrogennivåerna och stör benmetabolismen, vilket ökar osteoklastdifferentieringen samtidigt som osteoblastdifferentieringen minskar, vilket i slutändan orsakar benförlust [14–15]. Baserat på tidigare forskning [13] antogs det att kombination av TFE med ett bennäringstillskott kan utöva synergistiska effekter för att förbättra PMOP. Därför använde denna studie en OVX-råttmodell och en osteoblastdifferentieringsmodell för att utvärdera TG-effekt och mekanism.

PINP (benbildning) och CTX-I (benresorption) förbättrades av både T och TG, med TG som visade mer signifikanta effekter. Hydroxyprolin (Hyp), en viktig kollagenkomponent, ökar i serum och urin i OP [16–17]. I denna studie ökade OVX både serum- och urinhyp; behandling minskade dessa nivåer, med TG som minskade dem mer signifikant än T. Ökad benresorption i OVX ökar också kalcium- och fosforförlusten, vilket höjer kalcium och fosfor i urinen, i enlighet med DESAI S et al. [18]. Behandlingen minskade U-Ca och UP, med större minskningar av TG. Östrogenbrist förändrar trabekulär struktur, hämmar BMSC-osteogenes, främjar adipogenes och ökar osteoklastaktivitet [19]. TG förbättrade trabekulära konnektivitet, minskade märgadipocyter och minskade osteoklastantal mer effektivt än T. Mikro-CT bekräftade att TG ökade BMD och förbättrade trabekulär mikroarkitektur (BV/TV, Tb.Th, Tb.N) samtidigt som Tb.Sp och SMI minskade.

Eftersom OP är en metabol sjukdom, användes metabolomics för att utforska metaboliska nätverk som regleras av TG. TG:s reglerade vägar involverade huvudsakligen aminosyra-, nukleotid- och vitaminmetabolism. Tryptofan är förknippat med BMD och minskade nivåer kan markera OP [20]. I denna studie nedreglerades tryptofan i OVX och återställdes signifikant efter 8 veckors TG-behandling, vilket tyder på att TG kan lindra benförlust genom att modulera tryptofanmetabolismen. Kreatinin, kopplat till arginin/kreatinmetabolism, har associerats med OP [21–22]. Här var kreatinin högst i OVX vid vecka 8 och TG minskade det signifikant, vilket tyder på att reglering av argininmetabolism kan bidra till PMOP-förbättring. Glutationmetabolism deltar i PMOP [23]. L-glutamat kan genereras från glutation (GSH) metabolism. GSH har antioxidantfunktioner och stöder benombyggnad [24]. Vid PMOP ökar den oxidativa stressen, antioxidantkapaciteten minskar och osteoklastaktiviteten överstiger osteoblastaktiviteten, vilket försämrar benbildningen [15]. I denna studie var L-glutamat högre i OVX vid vecka 8, och TG minskade L-glutamat, vilket tyder på att TG kan minska omvandlingen av GSH till L-glutamat och därigenom stödja GSH-nivåer och motverka östrogenbristrelaterade metabola abnormiteter.

Purinmetabolismstörningar i OP kan leda till urinsyraackumulering [25–27]. Metabolomics visade att TG minskade urinsyranivåerna vid veckorna 3, 6 och 8 jämfört med OVX, vilket tyder på undertryckande av purinsyntes och urinsyraackumulering. LIU DF et al. [28] rapporterade att interventioner kan öka adenosin för att lindra störningar i purinmetabolism. I denna studie ökade TG signifikant adenosin efter 8 veckor, vilket tyder på ett bidrag till osteogen differentiering och benåtervinning.

Vitaminer (D, B-komplex, K) spelar viktiga roller i benmetabolismen [29–31]. Niacin och nikotinamid är vitamin B3-former [32]. Niacin bidrar till NAD/NADP-koenzymsyntes, med antiinflammatoriska och antioxidanteffekter [33]. Nikotinamid kan också främja NAD-produktion; NAD stöder mitokondriell funktion, minskar ROS-skador och hjälper till att upprätthålla benhomeostas. I OP kan reducerad NAD hindra osteogen differentiering och mineralisering [34]. I denna studie var niacin och nikotinamid högre i OVX vid vecka 3, 6 och 8 (högst vid vecka 8). Författarna drog slutsatsen att NAD-syntesen kan försämras vid sjukdom, vilket leder till ackumulering av niacin/nikotinamid och låg NAD, medan TG sänkte niacin/nikotinamidnivåerna, vilket möjligen återspeglar konsumtion för NAD-syntes. Pyridoxamin (PM) är en del av vitamin B6 [35]. Vitamin B6 stödjer kondrogen differentiering [36], och B6-brist kan försvaga kollagentvärbindning och benstyrka [37]. Vitamin B6-metabolism har kopplats till PMOP-progression [38]. I denna studie var PM lägre i OVX vid vecka 8, medan TG ökade PM, vilket tyder på en möjlig roll för att stödja kollagen och benstyrka.

Under benombyggnad medierar osteoblaster benbildning. ALP- och ARS-färgning återspeglar tidig osteogenes respektive sen mineralisering och ökar vanligtvis under osteogen induktion [39-40]. Här förbättrade TG ALP-aktiviteten och mineraliserade knölar mer effektivt än TFE enbart. BMP är medlemmar av TGF-superfamiljen och spelar nyckelroller i osteogen differentiering. BMP-2 binder receptorer, aktiverar Smad1/5/8 (med Smad4) och främjar transkriptionsfaktorer som RUNX2 och nedströms OSX, vilket i slutändan främjar osteogen proteinsyntes, extracellulär matrisavsättning och mineralisering [41]. Tidigare forskning rapporterade att TFE främjar BMSC-osteogenes via BMP-2/RUNX2/OSX-vägen [42]. Den här studien fokuserade på BMP-2/Smad-signalering och fann att TG signifikant ökade uttrycket BMP-2, p-Smad1/5, RUNX2, OSX och ALP jämfört med TFE enbart, vilket stöder en starkare pro-osteogen effekt medierad genom BMP-2/Smad.

Sammanfattningsvis indikerar resultat in vivo och in vitro att TG effektivt förbättrar OVX-inducerade benmetaboliska abnormiteter. Mekanismer kan involvera reglering av aminosyra-, nukleotid- och vitaminmetabolism och aktivering av BMP-2/Smad-signalering för att främja osteogenes. Denna studie ger teoretiskt stöd för TG i PMOP-prevention och behandling.

 

5. Branschperspektiv: Botaniska ingredienstrender för postmenopausal benhälsa - från mekanismorienterad forskning till standardiserad tillverkning

SEO-fokus: örtextrakt för postmenopausal osteoporos, botaniska ingredienser för benhälsa, osteogenes BMP-2/Smad väg, Epimedium flavonoider (icariin) extrakt, metabolomikstyrd botanisk produktutveckling.

5.1 Varför mekanismstyrt "örtextrakt för postmenopausal osteoporos"-innehåll är viktigt i B2B

För att bygga varumärken, importörer och formulerarekvinnors hälsaochbenhälsaportföljer belönar marknaden alltmer botaniska koncept som kan förklaras iklar vetenskaplig logik-till exempel:

multi-pathway metabolic modulering (metabolomics-stödd), och

osteogenesrelaterade signalvägar som t.exBMP-2/Smad.

Studier som den som översatts ovan är värdefulla eftersom de anslutersammansättning (TFE + CS/GLcN) → fenotypiska utfall (BMD, osteoklastreduktion, mikro-CT-index) → molekylära/biokemiska bevis (BMP-2/Smad, PINP/CTX-I) → metaboliska nätverk (vitamin B-vägar, aminosyra- och purinmetabolism).

5.2 Botanisk ingrediensförsörjning: standardisering, spårbarhet och skalbar extraktion är de verkliga skillnaderna

I B2B-försörjning är "ört" inte en enda specifikation - det är en försörjningskedja. För färdiga produktföretag är nyckelfrågorna:

Kan ingrediensen varastandardiserad(t.ex. markörföreningar, fingeravtryck)?

Finns därkvalitetssystemochtillverkningskontrollerför att stödja långsiktig försörjning?

Kan leverantören tillhandahålladokumentationspaketför regulatoriska och kundrevisioner?

5.3 Där Cistanche passar (trend + tillverkningskapacitet, inte ett ersättningsanspråk)

Vid sidan av etablerade benhälsoväxter (t.ex.Epimediumflavonoider),Cistanchehar fått uppmärksamhet i det bredare TCM och funktionella botaniska utrymmet på grund av dess långa historia av användning i tonicformler och branschens växande preferens förenda örtextraktochstandardiserade aktivasom kan integreras i moderna tilläggsformat.

För köpare som utvärderar botaniska partners blir en tillverkningsorienterad leverantörsprofil viktig och täcker:

vertikalt integrerad källa,

utvinnings- och bearbetningskapacitet,

och företagets bakgrundstransparens.

Om vår tillverkningskapacitet (referenskälla): the company profile and factory background can be reviewed on the official "About Us" page of the supplier site. ([xjcistanche.com])

Överensstämmelsenotering för B2B-bloggar:Om din produktpositionering är inriktad på "postmenopausal osteoporos", se till att ditt utåtvända språk kvarstårstruktur/funktionellernäringsstöd–orienterade (beroende på din marknad), och undvik påståenden om sjukdomsbehandling om det inte stöds och tillåts av lokala regler.

Läs mer (leverantörsreferenssidor):

Företagsöversikt / fabriksbakgrund: ([xjcistanche.com])

Relaterat nav för botaniskt innehåll (TCM-recept och ingrediensberättelse):(Din angivna referenslänk kan infogas när du har bekräftat att den slutliga webbadressen är korrekt)

 

Referenser

[1] LI J, CHEN X, LU LY, et al. Förhållandet mellan benmärgsfettvävnad och benmetabolism vid postmenopausal osteoporos.Cytokine Growth Factor Rev, 2020, 52: 88.
[2] WANG LH, YU W, YIN XJ, et al. Prevalens av osteoporos och fraktur i Kina: Kinas osteoporosprevalensstudie.JAMA Network Open, 2021, 4(8): e2121106.
[3] WRIGHT NC, SAAG KG, DAWSON-HUGHES B, et al. Effekten av de nya diagnostiska kriterierna för National Bone Health Alliance (NBHA) på förekomsten av osteoporos i USA.Osteoporos Int, 2017, 28(4): 1225.
[4] LIANG B, BURLEY G, LIN S, et al. Osteoporos patogenes och behandling: befintliga och framväxande vägar.Cell Mol Biol Lett, 2022, 27(1): 72.
[5] LEI SS, HUANG XW, LI LZ, et al. Utforska mekanismen förEpimedii Folium–Rhizoma drynariaeörtpar främjade läkning av bendefekter genom nätverksfarmakologi och experimentella studier.J Etnopharmacol, 2024, 319(3): 117329.
[6] LIU W, XIANG SY, WU YC, et al. Icariin främjar BMSC:s osteogena differentiering via mTOR/autofagivägen för att förbättra ketogen dietassocierad osteoporos.J Orthop Surg Res, 2024, 19(1): 127.
[7] CHEN L, MA R, LUO P, et al. Effekter av totala flavonoider av epimedium på benmärgsfettvävnad hos ovarieektomerade råttor.Front Endocrinol (Lausanne), 2022, 13: 900816.
[8] LIU TS, YU H, WANG S, et al. Kondroitinsulfat lindrar osteoporos orsakad av kalciumbrist genom att reglera lipidmetabolismen.Nutr Metab (Lond), 2023, 20(1): 6.
[9] ZHENG HX, CHEN DJ, ZU YX, et al. Kondroitinsulfat förhindrar STZ-inducerad diabetisk osteoporos genom sänkt blodsocker, antioxidativ stress, anti-inflammation och OPG/RANKL-uttrycksreglering.Int J Mol Sci, 2020, 21(15): 5303.
[10] STELLAVATO A, RESTAINO OF, VASSALLO V, et al. Kondroitinsulfat i kosttillskott i USA i jämförelse med läkemedelsprodukter: analytiskt fingeravtryck och potentiell antiinflammatorisk effekt på humana artroskondrocyter och synoviocyter.Farmaci, 2021, 13(5): 737.
[11] SODHI H, PANITCH A. Glycosaminoglycans in tissue engineering: a review.Biomolekyler, 2020, 11(1): 29.
[12] QI SS, SHAO ML, SUN Z, et al. Kondroitinsulfat lindrar diabetisk osteoporos och reparerar benmikrostruktur via antioxidation, antiinflammation och reglering av benmetabolism.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 främjar benbildning via den kanoniska Wnt/-catenin-signalvägen och förhindrar postmenopausal osteoporos.Front Pharmacol, 2025, 16: 1616070.
[15] ZHAO HY, YU F, WU W. Nya perspektiv på postmenopausal osteoporos: mekanismer och potentiella terapeutiska strategier för sirtuiner och oxidativ stress.Antioxidanter (Basel), 2025, 14(5): 605.
[16] RAI AD, SHERPA ML, SINGH A, et al. Benalkaliskt fosfatas och urinhydroxiprolinanalys hos kvinnor före och efter klimakteriet i delstaten Sikkim och dess korrelation med bentäthet.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 avHemidesmus indicusLinn. på ovariektomerade råttor.J Etnopharmacol, 2017, 199: 1.
[19] LI J, LU LY, LIU L, et al. Den unika rollen av benmärgsfettvävnad i ovariektomi-inducerad benförlust hos möss.Endokrin, 2024, 83(1): 77.
[20] LIU XY, ZHANG SS, LU XM, et al. Metabonomisk studie om anti-osteoporoseffekten avRhizoma Drynariaeoch dess verkansmekanism med UPLC–MS/MS.J Etnopharmacol, 2012, 139(1): 311.
[21] EISENHAUER A, MÜLLER M, HEUSER A, et al. Kalciumisotopförhållanden i blod och urin: en ny biomarkör för diagnos av osteoporos.Bone Rep, 2019, 10: 100200.
[22] MEI ZD, DONG X, QIAN Y, et al. Samband mellan metabolom och bentäthet i en kinesisk befolkning.EBioMedicine, 2020, 62: 103111.
[23] MA YS, HOU ZJ, LI Y, et al. Avtäckning av de farmakologiska mekanismerna för eleutheroside E mot postmenopausal osteoporos genom UPLC-Q/TOF-MS-baserad metabolomik.Front Pharmacol, 2020, 11: 1316.
[24] XU HC, NOZAKI K, YU ZN, et al. Ytfunktionalisering av titanimplantat med glutationkonjugat med kontrollerad frisättning för antioxidanter och osteogenes.J Mater Res Technol, 2025, 34: 2872.
[25] LI X, WANG YF, GAO MT, et al. Metabolomics-drivna relationer mellan njure, benmärg och ben hos råttor med postmenopausal osteoporos.Ben, 2022, 156: 116306.
[26] YANG KD, WANG XC, ZHANG C, et al. Metformin förbättrar HPRT1-riktad purinmetabolism och reparerar NR4A1-medierat autofagiskt flöde genom att modulera FoxO1 nukleocytoplasmatisk shuttling för att behandla postmenopausal osteoporos.Celldöd Dis, 2024, 15(11): 795.
[27] SAVIO LEB, LEITE-AGUIAR R, ALVES VS, et al. Purinergisk signalering i moduleringen av redoxbiologi.Redox Biol, 2021, 47: 102137.
[28] LIU DF, MA LY, ZHENG JH, et al. Isopsoralen förbättrar glukokortikoid-inducerad osteoporos genom att reglera purinmetabolism och främja cGMP/PKG-väg-medierad osteoblastdifferentiering.Curr Drug Metab, 2024, 25(4): 288.
[29] BELLONE F, CINQUEGRANI M, NICOTERA R, et al. Roll av vitamin K i kronisk njursjukdom: fokus på ben och kardiovaskulär hälsa.Int J Mol Sci, 2022, 23(9): 5282.
[30] MOSCHONIS G, HEUVEL EG VAN DEN, MAVROGIANNI C, et al. Effekt av vitamin D-berikad ostkonsumtion av gouda-typ på biokemiska markörer för benmetabolism hos postmenopausala kvinnor i Grekland.Näringsämnen, 2021, 13(9): 2985.
[31] DAI ZL, KOH W P. B-vitaminer och benhälsa - en genomgång av aktuella bevis.Näringsämnen, 2015, 7(5): 3322.
[32] ZWICKENPFLUG W, HORNUNG F, HOLLAUS A, et al. Biosyntes av vitamin B3 och NAD+^++: inkubering av HepG2-celler med alkaloiden myosmin.J Sci Food Agric, 2024, 104(11): 6844.
[33] CHEN LJ, XING XK, ZHANG PF, et al. Homeostatisk reglering av NAD(H) och NADP(H) i celler.Genes Dis, 2024, 11(5): 101146.
[34] YOON H, PARK SG, KIM HJ, et al. Nikotinamid förbättrar osteoblastdifferentiering genom aktivering av det mitokondriella antioxidantförsvarssystemet.Exp Mol Med, 2023, 55(7): 1531.
[35] DIAS P, SIATKA T, VOPRŠALOVÁ M, et al. Biologiska egenskaper hos vitaminer i B-komplexet, del 2-vitamin B(6) och B(7) (biotin, vitamin H).Nutr Res Rev, 2025, 38(2): 791.
[36] DEIANA M, MALERBA G, CARBONARE LD, et al. Fysisk aktivitet förhindrar nedbrytning av brosk: en metabolomisk studie pekar på inblandningen av vitamin B6.Celler, 2019, 8(11): 1374.
[37] WELAN R. Effekt av vitamin B6 på osteoporosfraktur.J Bone Metab, 2023, 30(2): 141.
[38] YANG F, DONG X, MA FX, et al. Interventionseffekterna av tubson-2-avkok på ovarieektomiserade råttor, bestämt av en kombination av nätverksfarmakologi och metabolomik.Front Pharmacol, 2020, 11: 581991.
[39] CUI YB, YANG ZJ, YU GS, et al. Naringin främjar osteoblastdifferentiering och lindrar osteoporos hos ovarieektomiserade möss.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-VGCCs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 förbättrad benregenerering genom BMP-2/SMAD/RUNX2/Osterix-signalvägen.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.