淫羊藿苷对成骨细胞中β―catenin、alp和runx2表达的影响

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 淫羊藿苷对成骨细胞中 catenin、ALP 和 RUNX2 表达的 影响 摘要 骨质疏松是由成骨细胞引 导的骨形成小于破骨细胞引导的骨吸收 导致的骨量丢失而引发的。按照中医理 论，中药淫羊藿能够治疗骨质疏松，有 研究表明其特征成分淫羊藿苷能促进骨 形成，改善碱性磷酸酶（ALP）活性， 调节 -连环蛋白、ALP 和特异性转录因 子 2 表达，但对成骨细胞的增殖与分化 的影响并不一致。因此，淫羊藿苷应用 于临床治疗骨质疏松有较好的前景，但 其作用机制还需要进一步的研究。 中国论文网 /6/view-12955416.htm -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 关键词 淫羊藿苷；-连环蛋白； 碱性磷酸酶；特异性转录因子 2 中图分类号 R285.5 文献标识 码 A 文章编号 1673-7210（2017） 12（c）-0057-04 Abstract Osteopenia is caused by the loss of bone mass when bone formation guided by osteoblasts is less than the bone absorption induced by osteoclasts. According to the traditional Chinese medicine， herba epimedii can treat osteoporosis. Besides， studies have shown that Icariin， the characteristic component of herba epimedii can promote bone formation， improve the alkaline phosphatase （ALP ） activity， and also up-regulate the expression of key factor beta-catenin， ALP and runt- related transcription factor 2 of osteoblast. However， Icariin has different effects on the proliferation and differentiation of osteoblasts. Therefore， Icariin has an -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 attractive prospect in clinical treatment of osteoporosis， but its mechanism needs further study. Key words Icariin； -catenin； Alkaline phosphatase； Runt-related transcription factor 2 骨质疏松（osteoporosis，OP）是 一种以低骨量和骨组织微结构破坏为特 征，导致骨质脆性增加和易于骨折的全 身性骨代谢性疾病，好发于老人及绝经 后妇女。世界卫生组织统计，全球患者 可达到 2 亿例，其发病率已经跃居世界 各种常见病的第 7 位，严重威胁着人类 的身心健康。OP 的防治已经成为世界 性课题。目前现有的治疗 OP 药物存在 过敏、食管刺激和价格昂贵等缺陷1。 而中药在这些方面问题较少，具有价廉 易得，副作用小特点。在传统中医理论 中，OP 属于骨痹范畴。中药淫羊藿， 具有潜在的促进骨愈合的作用，可促进 成骨细胞（osteoblasts，OB）活性，抑 制破骨细胞（osteoclast ，OC）分化， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 具有良好的骨诱导性；其发挥药效的主 要成分为黄酮苷类，淫羊藿苷 （Icariin，ICA）是其中主要的黄酮苷2。 -B 环蛋白（ -catenin） 、碱性磷酸酶 （Alkaline phosphatase，ALP）和 OB 的特异性转录因子 2（runt-related transcription factor 2，RUNX2）是 OB 增殖分化的重要指标，本文通过探讨 ICA 对 OB 中 -catenin、ALP 和 RUNX2 表达的影响，为中药防治 OP 提供依据。 1 淫羊藿的衍生物家族 ICA 是淫羊藿中的特征成分，能 够促进 OP 动物模型中新骨的形成和骨 量的增加。ICA 体外水解得到淫羊藿次 苷，继续水解得到淫羊藿素，二者都 具有与 ICA 类似的药理学活性3。ICA 在体外能够促进 OB 增殖、分化和矿化， 从而加快骨形成作用，同时能抑制 OC 增殖，降低 OC 吸收功能。 2 ICA 对 OB 的作用机制 当前大量实验结果表明 ICA 能够 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 促进大鼠骨髓基质干细胞成骨性分化， 增强 OB 中基质的矿化，具有良好的成 骨诱导性4。其增强 OB 活性的同时， 还可以抑制 OC 的分化和骨吸收功能， 有较强的促骨形成活性，其双重作用能 够大大加快骨组织的愈合5。 2.1 OB 增殖分化的关键因子 OB 是骨发生和骨形成的物质基 础，也是骨质更新过程中是最重要的功 能细胞6。在 OB 增殖分化过程中，细 胞因子起着关键作用。Wnt 经典信号通 路与 OB 增殖密切相关，而 -catenin是 其通路中最关键的因子之一，能反映 OB 的增殖7 。ALP 是 OB 早起分化标 志物，在 OB 增殖期能够高表达8。 RUNX2 是 OB 分化必要的特异性转录 因子，对骨组织的形成和重建起着重要 作用。 2.2 ICA 对 OB 中 -catenin表达 的影响 -catenin 是 Wnt 经典信号通路中 的关键细胞因子，其量的积累是 Wnt 经 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 典信号通路的关键环节。当 Wnt 经典信 号通路启动时，切断 -catenin的降解途 径，-catenin 在胞内聚集，入核替换转 录抑制因子与 T 细胞因子/淋巴细胞增 强子结合因子结合，招募转录所需的辅 助激活因子，解除抑制，特异激活 Wnt 下游的靶基因的转录和表达，促进细胞 的分化增殖。 近几年来，国内外研究发现 Wnt/-catenin信号通路确实参与了骨形 成的过程，ICA 能促进 Wnt 经典通路中 关键因子 -catenin表达上调，激活下游 靶基因的表达，进而促进 OB 的增殖分 化。在体内实验研究中，发现 ICA 能上 调成骨基因 RUNX2 表达，抑制 OC 的 活性，增加缺损区骨量，通过经典 Wnt/-catenin途径，有效地促进骨愈合。 不同浓度的 ICA 能促进 Wnt/-catenin 信号通路中关键因子的表达，使得 - catenin 在胞内聚集，入核激活 Wnt 经 典通路，刺激 Wnt 下游靶基因的转录和 表达，进而促进 OB 的增殖分化9。在 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 体外实验研究中，用含 1 g/mL ICA 的 培养液培养 OB，-catenin 基因表达上 调，而加入 Wnt/-catenin抑制剂即 DKK1 后，-catenin 基因的表达降低， 说明 Wnt/-catenin信号通路可能参与了 ICA 促进 OB 增殖分化的过程10。用 不同浓度的 ICA 干预 MC3T3-E1 细胞， 与 ICA 和 Wnt/-catenin信号通路抑制 剂（Noggin、DKK-1）联合使用干预 MC3T3-E1 细胞相比，ICA 通过上调 Wnt/-catenin信号通路中 -catenin的表 达，促进 MC3T3-E1 前 OB 的成骨分化 11。最新研究也证实， Wnt 经典通路 参与了 OB 的增殖分化，ICA 还能促进 前 OB 分化为 OB，并且其与知母皂苷 或阿魏酸等配伍使用效果更佳。单独用 ICA，知母皂苷或阿魏酸及其组合作用 于去双侧卵巢的 OP 模型，以及培养原 代 OB，均发现三者组合增强了治疗效 果，而不增加对 OP 小鼠的不良影响， 协同增加 OB 增殖，ALP 活性和矿化结 节形成，并通过调节 OB 中的骨形态发 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 生蛋白和 Wnt/-catenin信号通路促进骨 基质的表达12 。也有报道 ICA 可诱导 骨髓基质细胞（MSC）的成骨分化，并 通过激活 Wnt/-catenin信号通路促进钛 颗粒诱导的溶骨部位的新骨形成13或 ICA 通过激活 ER-Wnt/-catenin信号 通路促进大鼠 MSC 的成骨分化14 。 上述研究均显示，ICA 能通过激活 Wnt 经典通路，使 -catenin在胞内聚集入核， 促进 OB 的增殖分化。 2.3 ICA 对 OB 中 ALP 表达的影 响 ALP 是广泛分布于人体肝脏、骨 骼、肠、肾和胎盘等组织经肝脏向外排 出的一种酶。ALP 不是单一的酶，而是 一组同功酶。ALP 活性是 OB 功能及分 化程度的指标，是 OB 早期分化的标志 物。ALP 在细胞中表达的多少，反映 OB 的活性，OB 处于增殖期时，ALP 高表达。 ICA 能使 ALP 高表达，提高其 活性，促进 OB 增殖分化，抑制骨吸收。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 ICA 可以显著促进钛颗粒作用下的 OB 增殖，最佳药物浓度为 10-9 mol/L，并 且在此浓度下的 ICA 可以显著增加 OB 中的 ALP 活性和钙化结节形成15。 ICA 能显著上调 ALP 的表达，促进骨 形成，抑制骨吸收，增强 ALP 活性， 提高 OB 的活力16。 此外，也有研究表明 ICA 对 OB 的增殖分化没有显著影响，甚至以剂量 依赖性方式抑制 OB 增殖，但是 ALP 活 性显著增强，ICA 以剂量依赖性方式抑 制 OB 增殖，最终浓度为 110-5 mol/L 的 ICA 可显着增强 OB 的成骨分化和成 熟，表明 ICA 具有诱导骨形成的活性 17。不同浓度的 ICA 培养大鼠的 OB，在 110-5 mol/L 的浓度下，对 OB 的增殖没有显著影响，但 ALP 活性显 著增强18。 ICA 对 OB 的增殖没有影 响，但改善了 ALP 活性19。ICA 增强 骨髓基质细胞的成骨分化，但对新生大 鼠的颅骨 OB 的分化没有影响20。 以上研究表明，ICA 对 OB 增殖 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 分化的作用结论尚不一致，但均能增强 ALP 的活性。 2.4 ICA 对 OB 中 RUNX2 表达的 影响 Runx 蛋白是一类转录因子蛋白 的统称，其中 RU？鄄 NX2 是 OB 分化 必须的特异转录因子，对骨组织的形成 和重建起着重要作用。目前已发现适宜 剂量的 ICA 能促进 OB 的增殖分化，同 时能使 RUNX2 的表达上调21。最适 浓度的 ICA 对 OB 分化和矿化比最佳浓 度的地塞米松更有效，RUNX2 基因表 达水平也更高，浓度在 10-5 mol/L 时， ICA 能使 RUNX2 基因表达水平更高， 更好地促进 OB 分化和矿化22。在体 外存在或不存在成骨诱导培养的条件下， 用 ICA 作用于骨髓间充质干细胞，ICA 均能促进 RUNX2 的表达，有利于骨形 成作用23。 近两年的研究也表明，RUNX2 的表达上调与 OB 的增殖分化有较大关 联。ICA 同样可以通过上调 RUNX2 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 mRNA 表达水平来促进 BMSCs 向 OB 的分化24， ICA 最佳诱导浓度为 110- 6 mol/L，与对照组相比，此浓度下 ICA 能显著增加 RUNX2 的 mRNA 和蛋白质 表达25，用不同浓度的 ICA 干预培养 不同时间，ICA 对体外培养的大鼠 OB 增殖并无显著影响，但可明显促进 OB 的分化、上调 RUNX2 蛋白的表达，并 且高浓度 ICA 抑制 OB 生长26。 上述实验结果表明，ICA 能促进 OB 的分化，对于其增殖的影响尚有异 议，且能上调成骨分化相关基因 RUNX2 的表达。 3 展望 ICA 能促进 OB 成骨，抑制 OC 分化与骨吸收，还能促进 MSC 成骨定 向分化，增强机制矿化功能，且相较于 其他治疗骨质疏松的药物，ICA 具有毒 副作用小，来源广泛，提取工艺简单， 价格低廉，易于储存的优势，这些特性 有助于其相关新药的开发。并且 ICA 还 能增加心脑血管血流量、促进造血功能、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 免疫功能，具有抗衰老、抗肿瘤等功效， 治疗骨质疏松的同时，可以起到防治其 他疾病的作用。 目前，研究均发现 ICA 能上调 -catenin和 RUN？鄄 X2 的表达，改善 ALP