Metaboloomika kombineerituna BMP-2/Smad signaaliraja analüüsiga selgitab Epimedii foliumi – luude toidulisandi flavonoidide koguflavonoidide parandavat mõju menopausijärgsele osteoporoosile
Apr 29, 2026
Abstraktne
Postmenopausaalne osteoporoos (PMOP) on põhjustatud östrogeenipuudusest. Ebapiisav östrogeenisisaldus viib luu resorptsioonini, mis ületab luu moodustumist, põhjustades seeläbi luumassi vähenemist. Uuringud on kinnitanud, et kogu flavonoidide ekstraktiEpimedii Folium(TFE) võib leevendada osteoporoosi, samas kui kondroitiinsulfaadist (CS) koosnev luu toitaine koos glükoosamiinvesinikkloriidiga (GLcN) avaldab terapeutilist toimet luu ainevahetusega seotud haigustele. Kuna osteoporoosi iseloomustavad põhiliselt metaboolsed häired, võib TFE ekstrakti kombineerimine luu toidulisandiga (TG) avaldada sünergistlikku mitme sihtmärgi reguleerivat toimet, pakkudes seeläbi uut lähenemisviisi PMOP ennetamiseks ja kontrollimiseks.
Selles uuringus uuriti süstemaatiliselt TG parandavat mõju ja mehhanisme PMOP-ile in vivo ja in vitro katsete kaudu koos metaboolse tehnoloogiaga. In vivo ovariektoomiaga (OVX) rotimudel loodi kahepoolse ovariektoomiaga. TG farmakodünaamilisi toimeid PMOP-ile kontrolliti luu histopatoloogilise värvumise, luu mineraalse tiheduse ja füsioloogiliste näitajate põhjal. Lisaks kasutati metaboloomika tehnoloogiat uriini metaboliitide kvantifitseerimiseks, et uurida potentsiaalseid PMOP biomarkereid, mida reguleerib TG ja sellega seotud metaboolsed võrgustikud. In vitro töödeldi MC3T3-E1 rakke TFE ja TG-ga ohutute annuste skriinimiseks. Seejärel viidi läbi osteogeenne induktsioon ning TG mõju ja mehhanisme osteogeensele diferentseerumisele uuriti aluselise fosfataasi (ALP), Alizarin Red S (ARS) värvimise ja Western blot analüüsi abil.
Farmakodünaamilised tulemused näitasid, et TG vähendas osteoklastide teket ning taastas oluliselt luu mineraalse tiheduse ja füsioloogiliste näitajate tasemed. Metaboloomika tulemused näitasid, et TG leevendas luuhõrenemist peamiselt mitme metaboolse rada, sealhulgas nikotinaadi ja nikotiinamiidi metabolismi, histidiini metabolismi, pürimidiini metabolismi, trüptofaani metabolismi, alaniini / aspartaadi / glutamaadi metabolismi, puriini metabolismi, B6-vitamiini metabolismi ja teisi sekkumisega. In vitro katsed kinnitasid, et TG soodustas osteoblastide proliferatsiooni ja osteogeenset diferentseerumist luu morfogeneetilise valgu-2 (BMP-2)/Sma- ja Mad-seotud valgu (Smad) signaaliraja kaudu. Kokkuvõttes võib TG tõhusalt leevendada PMOP-i mitme sihtmärgi sünergilise efekti kaudu. See uuring annab eksperimentaalse aluse ja teoreetilise toe TG kliiniliseks rakendamiseks.
Võtmesõnad:kokku flavonoididEpimedii Folium; luude toidulisand; menopausijärgne osteoporoos; metaboloomika; BMP-2/Smad signaalirada
Uus ürdi Cistanche Bone toidulisand
1. Sissejuhatus
Osteoporoos (OP) on süsteemne metaboolne luuhaigus, mida iseloomustab luumassi ja luu mineraalse tiheduse (BMD) vähenemine, luu mikroarhitektuuri hävimine ja luude suurenenud haprus. Postmenopausaalne osteoporoos (PMOP) on kõige levinum tüüp ja seda seostatakse vähenenud östrogeeni sekretsiooniga. Östrogeeni vähenemine põhjustab luude resorptsiooni suuremat kui luu moodustumist, mille tulemuseks on luu homöostaasi häirimine [1].
Hiinas läbiviidud osteoporoosi levimuse uuring, milles osales 20 416 osalejat, leidis, et 40-aastaste ja vanemate inimeste seas oli OP levimus meestel 5,0% ja naistel 20,6% [2]. OP levimuse hindamine USA täiskasvanute seas, kes on vanemad kui 50 aastat, näitasid, et levimus on 16% meestel ja 29,9% naistel [3], mis näitab suuremat levimust naistel. Kliiniliselt hõlmavad PMOP-i raviks kasutatavad ravimid peamiselt paratüreoidhormooni analooge, bisfosfonaate, östrogeeni, kaltsitoniini ja RANKL-i inhibiitoreid; need ravimid võivad aga põhjustada kõrvaltoimeid, nagu südamepekslemine, lõualuu osteonekroos ja südame-veresoonkonna haigused, mistõttu need ei sobi pikaajaliseks kasutamiseks [4]. Tavapäraste ravimite märkimisväärse kõrvalmõju tõttu on muutunud kiireloomuliseks traditsioonilise hiina meditsiini (TCM) võimaluste tuvastamine, millel on vähem kõrvaltoimeid ja mis sobivad pikaajaliseks raviks. TCM-i on pikka aega kasutatud OP täiustamiseks ja see on pälvinud laialdast tähelepanu nii riigis kui ka rahvusvaheliselt. Uuringud kinnitavad, et mitmed Hiina ürdid naguEpimedii FoliumjaRhizoma Drynariaeavaldavad olulist mõju OP parandamisele [5].
Flavonoidid kokkuEpimedii Folium(TFE) on peamised aktiivsed komponendid, sealhulgas ikariin, epimediin A ja epimediin B.Epimedii Foliumon kirjeldatud paljudes uuringutes; Näiteks icariin suurendab luuüdi mesenhümaalsete tüvirakkude (BMSC) osteogeenset diferentseerumist [6]. TFE ekstrakt võib samuti parandada luude hõrenemist, suurendades pruuni rasvkude ja vähendades luuüdis valget rasvkude [7].
Cistanche'ist valmistatud luude toidulisand
Kondroitiinsulfaat (CS) on sulfaaditud glükoosaminoglükaan ja lineaarne polüsahhariid, mis koosneb korduvatest disahhariidiühikutest, mis sisaldavad uroonhapet ja N-atsetüülheksosamiini [8]. Glükoosamiinvesinikkloriid (GLcN) on inimkudedes glükoosist sünteesitav aminomonosahhariid; seda esineb peamiselt kõhres ja sünoviaalsidekoes ning see on liigesekõhre ja rakuvälise maatriksi oluline komponent. Both are commonly used as dietary supplements. ZHENG HX et al. [9] teatasid, et CS võib vähendada seerumi põletikulisi tsütokiine ja pärssida oksüdatiivset stressi; see võib samuti vähendada osteoklastide ekspressiooni, reguleerides OPG/RANKL-i, mis viitab põletikuvastasele ja antioksüdantsele toimele ning osteoklastide diferentseerumise pärssimisele. Ameerika Ühendriikides kombineeritakse CS-i sageli toidulisandites GLcN-iga ja seda kasutatakse peamiselt maatriksi komponentide kadumise vähendamiseks osteoartriidi korral [10]. Veelgi enam, kuna CS võib indutseerida rakkude diferentseerumist, on seda kasutatud kondrogeneesis ja osteogeensetes konstruktsioonides [11–12].
Mitmed uuringud näitavad, et TFE ekstraktil, CS-l ja GLcN-il on teatud terapeutiline toime luu ainevahetusega seotud haiguste korral. Siiski jääb ebaselgeks, kas kombineeritud TFE ekstrakti ja luude toitainelisand (TG) annab sünergilist kasu OP ja selle mehhanismide parandamisel.
Cistanche'ist valmistatud luude toidulisand
Wecistanche'i tugiteenus – koostöö kohta lisateabe saamiseks
E-post:wallence.suen@wecistanche.com
2. Materjalid ja meetodid
2.1 Loomad
Nelikümmend 8-nädalast emast Sprague-Dawley rotti (180–220 g) osteti ettevõttelt Changchun Yisi Experimental Animal Co., Ltd. (loomalitsentsi nr SCXK (Ji)-2020-0001). Loomi hoiti SPF laboris 23 ± 223 \\pm 223 ± 2 kraadi ja 50% niiskuse juures, vaba juurdepääsu toidule ja veele, 12 h valguse/12 h pimeduse tsükli all. Loomkatsed vaatas üle ja kiitis heaks Jilini Põllumajandusülikooli katseloomade heaolu ja eetikakomitee (vastuvõtu nr. 20240717001).
2.2 Ravimid ja reaktiivid
Korea Epimedii Foliumtoortaim osteti ettevõttelt Tonghua County Senyu Chinese Medicinal Materials Co., Ltd. (Jilini provints). Icariin (partii nr T11A11B111118) osteti ettevõttelt Shanghai Yuanye Bio-Technology Co., Ltd. GLcN (partii nr M-AT-1904020) osteti ettevõttelt Zhejiang Jinke Pharmaceutical Co., Ltd. CS (partii nr HS1904270), firmalt Jipx osteti Hecunguticale Co. Ltd. Täiendavad reaktiivid olid süstepenitsilliini naatrium, östradioolvaleraadi tabletid, tribromoetanool, PINP ja CTX-I ELISA komplektid, hüdroksüproliini, fosfori ja kaltsiumi testikomplektid, ALP värvimiskomplekt, -MEM sööde, trüpsiin, penitsilliini puhver TB, ülekandepuhver või streptomütsiin, blokaator, streptomütsiin PVDF membraanid, HRP kitse küülikuvastane IgG, GAPDH-vastane antikeha, eelvärvitud valgumarker, RIPA lüüsipuhver, ECL komplekt, PAGE geeli ettevalmistuskomplekt, valgu laadimispuhver, CCK-8 komplekt, veise loote seerum, Alizarin Red S, askorbiinhape, -glütsero, desaamfosfaat, naatrium- ja antideksiaamfosfaat RUNX2, BMP-2, Smad1, ALP, OSX ja p-Smad1/5.(Kõik partiinumbrid ja tarnijad on loetletud originaaltekstis.)
2.3 Instrumendid
Kasutati mikroplaadilugejat (ThermoFisher, USA), pöördmikroskoopi (Motic Group), bioohutuskappi (ThermoFisher, USA), CO2_22 inkubaatorit (ThermoFisher, USA) ja digitaalset kahekanalilist kuumutusmetallivanni (Changchun Kelebo Biotechnology Co., Ltd.).
2.4 TFE ekstraheerimine
TFE ekstraheeriti Zhang Dongxue et al. [13]. Saadud lüofiliseeritud pulbrit mõõdeti UV-Vis spektrofotomeetria abil 270 nm juures. Kasutades standardina icariini, määrati TFE ekstrakti flavonoidide üldsisalduseks 79,0%.
2.5 Loomkatsete kavandamine
Rotid randomiseeriti viide rühma: normaalsed (võlts), mudel (OVX), östradioolvaleraat (EV), TFE ekstrakt (T) ja TG. Võltsrühmast eemaldati ainult väike kogus kõhurasva ja pehmeid kudesid; kõikidele teistele rühmadele tehti kahepoolne munasarjade eemaldamine. Ravimid valmistati suspensioonidena 0,5% naatriumkarboksümetüültselluloosis ja manustati suukaudse sondiga. Näidis- ja OVX-rühmad said soolalahust sondiga. T-rühm sai TFE-d annuses 490 mg·kg-1^{-1}-1. EV rühm sai 0,1 mg·kg−1^{-1}−1. TG rühm sai CS 124 mg·kg−1^{-1}−1, GLcN 155 mg·kg−1^{-1}−1 ja TFE 490 mg·kg−1^{-1}−1. Annused teisendati inimesele soovitatud annustest. Sondi maht oli 2 ml · kg-1^{-1}-1 · d-1^{-1}-1 8 järjestikuse nädala jooksul. Edukas modelleerimine leidis kinnitust, kui seerumi östradiooli (E2) tase oli OVX rühmas oluliselt madalam kui võltsrühmas. Kuna ainuüksi CS+GLcN näitas roti BMD-s vaid kerget paranemistrendi, ei loodud eraldi ainult luu toitainete rühma.
3., 6. ja 8. nädalal paigutati rotid metaboolsetesse puuridesse vaba vee ja 12-tunnise tühja kõhuga ning koguti 24-tunnised uriiniproovid. Uriini tsentrifuugiti 4 kraadi juures 3500 p/min-1^{-1}-1 10 minutit; supernatante säilitati -80 kraadi juures. 8. nädala lõpus loomad surmati ja veri koguti, tsentrifuugiti seerumi saamiseks 4 kraadi juures 4000 p/min-1^{-1}-1 15 minutit, seejärel säilitati -80 kraadi juures.
2.6 Füsioloogiliste näitajate mõõtmine
8. nädalal koguti uriin ja kõhuaordi veri. ELISA komplekte kasutati seerumi luu moodustumise markeri PINP ja luu resorptsiooni markeri CTX-I mõõtmiseks. Seerumi ja uriini hüdroksüproliini (Hyp) taset mõõdeti aluselise hüdrolüüsiga. Uriini kaltsiumi (U-Ca) mõõdeti MTB mikroplaadi meetodil ja uriini fosforit (UP) fosfomolübdaadi meetodil.
2.7 Luu mineraalne tihedus ja mikro-CT
8 nädala pärast koguti vasakpoolsed reieluud, puhastati ja skaneeriti mikro-CT abil. Trabekulaarseid parameetreid analüüsiti kvantitatiivselt, sealhulgas trabekulaarset eraldumist (Tb.Sp), trabekulaarset paksust (Tb.Th), trabekulaararvu (Tb.N), luumahu fraktsiooni (BV/TV) ja struktuurimudeli indeksit (SMI).
2.8 Luu histopatoloogia
Parempoolsed reieluud fikseeriti 4% paraformaldehüüdis, dekaltsifitseeriti, manustati parafiiniga, lõigati ja värviti HE ja TRAP-iga. TRAP-positiivsed osteoklastid tundusid tumepunased.
2.9 Metaboloomiline analüüs
Uriini (100 µl) lahjendati destilleeritud veega 10-kordselt, segati 30 sekundit vorteksiga, tsentrifuugiti 4 kraadi juures 15 000 p/min-1^{-1}-1 10 minutit ja supernatanti kasutati analüüsiks. Kvaliteedikontrolli (QC) proovide ettevalmistamiseks ühendati igalt rotilt võrdsed kogused (100 μL) uriini.
Kromatograafia viidi läbi, kasutades ACQUITY UPLC CSH C18 kolonni (2,1 mm × 150 mm, 1,7 μm) temperatuuril 40 °C. Liikuv faas A oli atsetonitriil (0,1% sipelghape) ja liikuv faas B oli vesi (0,1% sipelghape). Voolukiirus oli 0,20 ml·min-1^{-1}-1, süstimismaht 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.
Massispektromeetria viidi läbi Q Exactive Plus instrumendiga positiivsete ja negatiivsete ioonide režiimides pihustuspingega ±3,2 kV, kattegaasiga 2,0–8,0 psi, kapillaari temperatuuriga 350 kraadi ja skaneerimisvahemikuga m/z 100–1000.
2.10 Mitme muutujaga statistika ja andmetöötlus
Toores LC-MS-andmed töödeldi ja normaliseeriti tarkvara Compound Discoverer abil. Klastrite ja rühmade erinevuste hindamiseks kasutati järelevalveta PCA-d. VIP-väärtuste saamiseks kasutati juhendatud OPLS-DA-d. Normaliseeritud andmetele rakendati t-testi. Metaboliite, mille VIP > 1 ja P < 0,05, peeti potentsiaalseteks biomarkeriteks ja identifitseeriti edasi.
2.11 Biomarkerite identifitseerimine ja raja analüüs
Täpne retentsiooniaeg (Rt), m/z ja molekulmass saadi TIC-kromatogrammidest. Kandidaatide valemid ja elementide koostis ennustati Compound Discovereri veebiandmebaaside (HMDB, KEGG) abil. Raja rikastamine viidi läbi kasutades MetaboAnalyst.
2.12 Osteoblastide kultuur ja diferentseerumine
MC3T3-E1 hiire kalvariaalseid osteoblaste kultiveeriti 37-kraadises CO2_22 inkubaatoris. Kui rakud olid 80–90% konfluentsed, plaaditi osteogeenseks induktsiooniks. Osteogeenne täielik sööde koosnes -MEM-ist, millele oli lisatud 10 mmol·L−1^{-1}−1 - glütserofosfaati, 50 μmol·L−1^{-1}−1 askorbiinhapet ja 100 nmol·L−1^{-1}−1 deksametasooni.
2.13 Tsütotoksilisuse test
Rakkude elujõulisust hindas CCK-8. MC3T3-E1 rakud (5 × 103 ^ 33 rakku süvendi kohta) külvati 96-süvendilistele plaatidele ja inkubeeriti üleöö. Seejärel töödeldi rakke 24 tundi TFE-ga (2–12 ug·mL-1^{-1}-1), CS-ga (50–250 ug·mL-1^{-1}-1) või GLcN-iga (0,2–1,0 mmol·L-1^{-1}-1). Elujõulisuse arvutamiseks mõõdeti neeldumine lainepikkusel 450 nm. Tulemuste põhjal valiti optimaalsed annused ja kombineeriti TG testimiseks kontrolliga.
2.14 ALP värvimine
MC3T3-E1 rakud (1 × 104^44 rakku süvendi kohta) külvati 12 süvendiga plaatidele ja jagati tühjaks (ilma induktsioonita), kontrolliks (osteogeenne induktsioon), T (osteogeenne induktsioon + TFE) ja TG (osteogeenne induktsioon + TG). Meediat vahetati ülepäeviti. 7 päeva pärast viidi läbi komplekti juhiste järgi ALP värvimine.
2.15 ARS-värvimine
Kasutades sama rühmitamist ja töötlemist nagu ALP värvimisel, indutseeriti rakke 14 päeva. Rakud fikseeriti 4% paraformaldehüüdiga, värviti 0,1% Alizarin Rediga (pH 7,2) 30 minutit, pesti ja vaadeldi mikroskoobi all.
2.16 Western Blot
Et uurida, kas TG mõjutab osteogeenset diferentseerumist BMP-2/Smad signaalimise kaudu, külvati MC3T3-E1 rakud (5 × 105^55 rakku süvendi kohta) 6-augulistele plaatidele sama rühmitusega nagu ülal. Rakud lüüsiti RIPA pluss proteaasi ja fosfataasi inhibiitoritega. Pärast BCA kvantifitseerimist valgud denatureeriti, eraldati 10% SDS-PAGE-ga, kanti üle PVDF-i, blokeeriti, inkubeeriti primaarsete antikehadega (GAPDH, p-Smad1/5, Smad1, BMP-2, RUNX2, OSX, ALP), millele järgnes HRP sekundaarne antikeha, ECLJ-i väljatöötamine, pildistamine.
2.17 Statistiline analüüs
Andmed on väljendatud keskmisena ± SD. Statistilise analüüsi jaoks kasutati SPSS-i. Pärast normaalsuse testimist viidi läbi ühesuunaline ANOVA. Erinevusi peeti statistiliselt olulisteks, kui P < 0,05.
Cistanche'ist valmistatud luude toidulisand
3. Tulemused
3.1 Seerumi biokeemilised näitajad
Nagu on näidatud tabelis 1, vähenes OVX rühma E2 tase võrreldes võltsrühmaga oluliselt, mis näitab edukat mudeli loomist. Seerumi PINP OVX rühmas vähenes märkimisväärselt, mis näitab luu moodustumise vähenemist PMOP-is. Võrreldes OVX-ga suurenes PINP T- ja TG-rühmades märkimisväärselt, mis näitab, et nii T kui ka TG suurendasid luu moodustumise markereid, parandades TG taastumist. Võrreldes võltsiga suurenes CTX-I OVX-is märkimisväärselt, mis näitab luu resorptsiooni paranemist pärast munasarjade eemaldamist. Võrreldes OVX-ga vähenes CTX-I T-s ja TG-s oluliselt ning TG vähenemine oli märgatavam. Seerumi hüdroksüproliini (S-Hyp) sisaldus suurenes OVX-i puhul märkimisväärselt võrreldes võltsiga, mis näitab kollageeni suurenenud lagunemist; võrreldes OVX-ga vähenes S-Hyp T-s ja TG-s ning TG-s vähenes oluliselt, mis viitab kollageeni lagunemise paremale pärssimisele.
3.2 Uriini biokeemilised näitajad
Võrreldes võltsiga suurenes UP oluliselt OVX-is; võrreldes OVX-ga vähenes UP TG-s märgatavamalt. U-Ca suurenes OVX-is märkimisväärselt võrreldes võltsiga; võrreldes OVX-ga vähenes U-Ca oluliselt nii T kui ka TG korral, kusjuures TG vähenes suurem. Urine Hyp (U-Hyp) suurenes OVX-i puhul oluliselt võrreldes võltsiga; võrreldes OVX-ga vähenes U-Hyp märkimisväärselt igas ravirühmas, kusjuures TG langus oli suurem kui T-s (tabel 2).
3.3 Luu histopatoloogia
HE värvimine näitas, et trabekulaarne järjepidevus oli võltsitud korral hea, luuüdi õõnes oli vähem adipotsüüte. Võrreldes võltsiga näitas OVX kehvemat trabekulaarset järjepidevust ja märkimisväärselt suurenenud adipotsüüte. Võrreldes OVX-ga vähenes T ja TG trabekulaarne järjepidevus ning adipotsüütide arv; TG näitas ilmsemat taastumist (joonis 1A). TRAP-i värvimine näitas, et osteoklastide arv oli OVX-i puhul märkimisväärselt suurenenud võrreldes võltsiga; võrreldes OVX-ga vähenes osteoklastide arv T-s ja TG-s ning TG-s vähenes oluliselt (joonis 1B).
3.4 Luu mineraalne tihedus ja mikro-CT parameetrid
Micro-CT näitas OVX-is oluliselt vähenenud luumassi võrreldes võltsiga. Võrreldes OVX-ga oli luumassi taastumine TG-s olulisem kui T-s, kusjuures trabekulaarne tihedus suurenes selgelt (joonis 1C). Kvantitatiivne analüüs näitas, et BV/TV, Tb.Th ja Tb.N vähenesid OVX-i puhul oluliselt võrreldes võltsiga. Võrreldes OVX-ga suurenesid need indeksid pärast TG-d oluliselt (paremad kui T). Tb.Sp ja SMI suurenesid OVX-i puhul oluliselt võrreldes võltsiga; võrreldes OVX-ga vähendas TG neid indekseid oluliselt rohkem kui T (tabel 3).
3.5 PCA
Nii positiivsete kui ka negatiivsete ioonide režiimides näitas uriini metaboliitide profiilide PCA 3., 6. ja 8. nädalal selget eraldumist võlts-, OVX- ja TG-rühmade vahel, mis viitab erinevatele metaboolsetele profiilidele enne/pärast modelleerimist ja enne/pärast TG-ravi (vt algse väljaande kontekstis viidatud lisamaterjali).
3.6 Võimalik biomarkerite sõelumine
OPLS-DA näitas mõlemas ioonirežiimis nädala jooksul selgemat rühmade eraldumist. Vulkaanigraafikud ja 200 permutatsiooni testid toetasid mudeli usaldusväärsust (R2Y ja Q2 on 1 lähedal; Q2 lõikepunkt < 0), mis viitab sellele, et ülepaigutamist ei olnud.
3.7 Biomarkerite identifitseerimine ja raja analüüs
Kasutades VIP> 1 ja P < 0,05, skriiniti potentsiaalseid biomarkereid. M/z, MS/MS, Rt ja molekulmassi põhjal ning HMDB/KEGG-le viidates tuvastati 46 potentsiaalset biomarkerit. KEGG rikastamine näitas peamiselt nikotinaadi ja nikotiinamiidi metabolismi, histidiini metabolismi, pürimidiini metabolismi, trüptofaani metabolismi, D-aminohappe metabolismi, alaniini / aspartaadi / glutamaadi metabolismi, puriini metabolismi ja vitamiini B6 metabolismi (joonis 2). Hierarhiline klastrite moodustamine näitas dünaamilisi muutusi 3., 6. ja 8. nädala jooksul pärast TG sekkumist (vt esialgses avaldamise kontekstis viidatud täiendavat materjali).
3.8 Tsütotoksilisuse test
Pärast 24-tunnist töötlemist suurendas 6 ug·mL-1^{-1}-1 TFE rakkude elujõulisust; suuremad annused pärssisid elujõulisust. GLcN 0,4 mmol·L−1^{-1}−1 juures suurendas oluliselt elujõulisust. CS 150 ug·mL-1^{-1}-1 juures suurendas elujõulisust (tabel 4). Seega valiti välja 6 ug·mL-1^{-1}-1 TFE, 0,4 mmol·L-1^{-1}-1 GLcN ja 150 ug·mL-1^{-1}-1 CS. Kombineeritud annustamine näitas kontrolli elujõulisust 1,00 ± 0,11 ja TG elujõulisust 1,22 ± 0,03, mis näitab, et valitud TG annus oli ohutu ja mittetsütotoksiline.
3.9 Mõju osteogeensele diferentseerumisele ja valkude ekspressioonile
ALP on osteogeense diferentseerumise varajane marker. Osteogeense induktsiooni korral näitas TG tumedamat ALP värvimist kui T, mis näitab ALP ekspressiooni paremat soodustamist (joonis 3A). ARS-i värvimine näitas, et nii T kui ka TG soodustasid kontrolliga võrreldes mineraliseeritud sõlmede moodustumist, millel oli TG-s rohkem väljendunud toime (joonis 3B). Western blot näitas osteogeensete markerite suurenenud ekspressiooni induktsiooni ajal. Võrreldes tühja katsega näitas kontroll edukat osteogeenset diferentseerumist. Pärast ravi suurendas TG tugevamalt BMP-2, p-Smad1/5, RUNX2, OSX ja ALP valgu ekspressiooni (joonis 3C; tabel 5).
4. Arutelu
Postmenopausaalne munasarjapuudulikkus vähendab östrogeeni taset ja häirib luu ainevahetust, suurendades osteoklastide diferentseerumist, vähendades samal ajal osteoblastide diferentseerumist, põhjustades lõpuks luukadu [14–15]. Varasemate uuringute [13] põhjal püstitati hüpotees, et TFE kombineerimine luu toidulisandiga võib avaldada sünergistlikku mõju PMOP parandamisel. Seetõttu kasutati selles uuringus TG efektiivsuse ja mehhanismi hindamiseks OVX roti mudelit ja osteoblastide diferentseerumise mudelit.
PINP (luu moodustumine) ja CTX-I (luu resorptsioon) paranesid nii T kui ka TG abil, kusjuures TG-l oli olulisem mõju. Hüdroksüproliin (Hyp), mis on peamine kollageenikomponent, suurendab OP-s seerumis ja uriinis [16–17]. Selles uuringus suurendas OVX nii seerumi kui ka uriini Hyp; ravi vähendas neid tasemeid, kusjuures TG vähendas neid oluliselt kui T. Suurenenud luu resorptsioon OVX-is suurendab ka kaltsiumi ja fosfori kadu, suurendades kaltsiumi ja fosfori sisaldust uriinis, kooskõlas DESAI S et al. [18]. Ravi vähendas U-Ca ja UP-i ning TG suuremat langust. Östrogeenipuudus muudab trabekulaarset struktuuri, inhibeerib BMSC osteogeneesi, soodustab adipogeneesi ja suurendab osteoklastide aktiivsust [19]. TG parandas trabekulaarset ühenduvust, vähendas luuüdi adipotsüüte ja osteoklastide arvu tõhusamalt kui T. Micro-CT kinnitas, et TG suurendas BMD-d ja parandas trabekulaarset mikroarhitektuuri (BV/TV, Tb.Th, Tb.N), vähendades samal ajal Tb.Sp ja SMI.
Kuna OP on metaboolne haigus, kasutati metaboolikat TG poolt reguleeritud metaboolsete võrkude uurimiseks. TG reguleeritud rajad hõlmasid peamiselt aminohapete, nukleotiidide ja vitamiinide metabolismi. Trüptofaani seostatakse BMD-ga ja vähenenud tase võib tähistada OP-i [20]. Selles uuringus reguleeriti trüptofaani OVX-is alla ja see taastus oluliselt pärast 8-nädalast TG-ravi, mis viitab sellele, et TG võib trüptofaani metabolismi moduleerides leevendada luukadu. Kreatiniini, mis on seotud arginiini/kreatiini metabolismiga, on seostatud OP-ga [21–22]. Siin oli kreatiniin kõrgeim OVX-is 8. nädalal ja TG vähendas seda oluliselt, mis viitab sellele, et arginiini metabolismi reguleerimine võib kaasa aidata PMOP paranemisele. Glutatiooni metabolism osaleb PMOP-is [23]. L-glutamaat võib tekkida glutatiooni (GSH) metabolismist. GSH-l on antioksüdantsed funktsioonid ja see toetab luude ümberkujunemist [24]. PMOP-i korral suureneb oksüdatiivne stress, väheneb antioksüdantide võime ja osteoklastide aktiivsus ületab osteoblastide aktiivsust, kahjustades luude moodustumist [15]. Selles uuringus oli L-glutamaat OVX-s kõrgem 8. nädalal ja TG vähendas L-glutamaadi taset, mis viitab sellele, et TG võib vähendada GSH muundumist L-glutamaadiks ja seeläbi toetada GSH taset ja neutraliseerida östrogeenipuudusega seotud metaboolseid kõrvalekaldeid.
Puriini metabolismi häired OP-s võivad põhjustada kusihappe akumuleerumist [25–27]. Metaboloomika näitas, et TG vähendas kusihappe taset 3., 6. ja 8. nädalal võrreldes OVX-ga, mis viitab puriinide sünteesi ja kusihappe akumulatsiooni pärssimisele. LIU DF et al. [28] teatasid, et sekkumised võivad suurendada adenosiini, et leevendada puriinide metabolismi häireid. Selles uuringus suurendas TG 8 nädala pärast märkimisväärselt adenosiini, mis viitab osteogeensele diferentseerumisele ja luu taastumisele.
Vitamiinid (D, B kompleks, K) mängivad olulist rolli luu ainevahetuses [29–31]. Niatsiin ja nikotiinamiid on vitamiini B3 vormid [32]. Niatsiin aitab kaasa NAD/NADP koensüümi sünteesile, omades põletikuvastast ja antioksüdantset toimet [33]. Nikotiinamiid võib samuti soodustada NAD tootmist; NAD toetab mitokondriaalset funktsiooni, vähendab ROS-i kahjustusi ja aitab säilitada luu homöostaasi. OP-s võib vähenenud NAD takistada osteogeenset diferentseerumist ja mineraliseerumist [34]. Selles uuringus olid niatsiin ja nikotiinamiid OVX-is kõrgemad 3., 6. ja 8. nädalal (kõrgeim 8. nädalal). Autorid järeldasid, et NAD-i süntees võib haiguse korral olla häiritud, põhjustades niatsiini / nikotiinamiidi akumuleerumist ja madalat NAD-i, samas kui TG alandas niatsiini / nikotiinamiidi taset, mis võib-olla peegeldab NAD-i sünteesi tarbimist. Püridoksamiin (PM) on osa vitamiinist B6 [35]. B6-vitamiin toetab kondrogeenset diferentseerumist [36] ja B6 vaegus võib nõrgendada kollageeni ristsidumist ja luu tugevust [37]. B6-vitamiini metabolismi on seostatud PMOP progresseerumisega [38]. Selles uuringus oli PM 8. nädalal OVX-is madalam, samas kui TG suurendas PM-i, mis viitab võimalikule rollile kollageeni ja luu tugevuse toetamisel.
Luu ümberkujunemise ajal vahendavad osteoblastid luu moodustumist. ALP ja ARS värvimine peegeldavad vastavalt varajast osteogeneesi ja hilist mineralisatsiooni ning suurenevad tavaliselt osteogeense induktsiooni korral [39–40]. Siin suurendas TG ALP aktiivsust ja mineraliseeris sõlmesid tõhusamalt kui ainult TFE. BMP-d on TGF-i superperekonna liikmed ja mängivad võtmerolli osteogeenses diferentseerumises. BMP-2 seob retseptoreid, aktiveerib Smad1/5/8 (koos Smad4-ga) ja soodustab transkriptsioonifaktoreid, nagu RUNX2 ja allavoolu OSX, soodustades lõpuks osteogeense valgusünteesi, rakuvälise maatriksi ladestumist ja mineraliseerumist [41]. Varasemad uuringud teatasid, et TFE soodustab BMSC osteogeneesi BMP-2/RUNX2/OSX raja kaudu [42]. See uuring keskendus BMP-2/Smad signalisatsioonile ja leidis, et TG suurendas märkimisväärselt BMP-2, p-Smad1/5, RUNX2, OSX ja ALP ekspressiooni võrreldes ainult TFE-ga, toetades tugevamat pro-osteogeenset toimet, mida vahendab BMP-2/Smad.
Kokkuvõttes näitavad in vivo ja in vitro tulemused, et TG parandab tõhusalt OVX-i põhjustatud luu metaboolseid kõrvalekaldeid. Mehhanismid võivad hõlmata aminohapete, nukleotiidide ja vitamiinide metabolismi reguleerimist ning BMP-2/Smad signaalide aktiveerimist, et soodustada osteogeneesi. See uuring pakub teoreetilist tuge TG-le PMOP-i ennetamisel ja ravis.
5. Tööstuse vaade: menopausijärgse luu tervise botaanilised koostisosade suundumused – mehhanismipõhisest uurimistööst standardse tootmiseni
SEO fookus: taimeekstrakt menopausijärgse osteoporoosi raviks, botaanilised koostisosad luude tervise jaoks, osteogenees BMP-2/Smad rada, Epimedium flavonoidide (icariin) ekstrakt, metaboloomika juhitud botaaniline tootearendus.
5.1 Miks on mehhanismidest juhitud "Postmenopausaalse osteoporoosi ravimtaimeekstrakti" sisu B2B jaoks oluline
Brändide, importijate ja formuleerijate ehitamiseksnaiste tervisjaluude tervisportfellide puhul premeerib turg üha enam botaanilisi kontseptsioone, mida saab seletadaselge teaduslik loogika- näiteks:
mitmerajaline metaboolne modulatsioon (metaboloomikaga toetatud) ja
osteogeneesiga seotud signaalirajad naguBMP-2/Smad.
Eespool tõlgitud uuringud on väärtuslikud, kuna need ühendavadkoostis (TFE + CS/GLcN) → fenotüübilised tulemused (BMD, osteoklastide vähenemine, mikro-CT indeksid) → molekulaarsed/biokeemilised tõendid (BMP-2/Smad, PINP/CTX-I) → metaboolsed võrgustikud (B-vitamiini rajad, aminohapete ja puriinide metabolism).
5.2 Botaaniliste koostisosade hankimine: standardimine, jälgitavus ja skaleeritav ekstraheerimine on tõelised eristajad
B2B tarne puhul ei ole "rohi" üksainus spetsifikatsioon – see on tarneahel. Valmistoodet valmistavate ettevõtete jaoks on põhiküsimused järgmised:
Kas koostisosa võib ollastandarditud(nt markerühendid, sõrmejäljed)?
Kas seal onkvaliteedisüsteemidjatootmiskontrollidtoetada pikaajalist tarnimist?
Kas tarnija võib pakkudadokumentatsiooni paketidregulatiivsete ja klientide auditite jaoks?
5.3 Kuhu Cistanche sobib (trend + tootmisvõimsus, mitte asendusnõue)
Lisaks väljakujunenud luude tervisele mõeldud taimedele (ntEpimeediumflavonoidid),Cistancheon pälvinud tähelepanu laiemas TCM-is ja funktsionaalses botaanilises ruumis, kuna seda on pikka aega kasutatud toonikates ja tööstusharu eelistabühe ürdi ekstraktidjastandardiseeritud toimeainedmida saab integreerida kaasaegsetesse lisavormingutesse.
Ostjate jaoks, kes hindavad botaanikapartnereid, muutub tootmisele orienteeritud tarnijaprofiil oluliseks, mis hõlmab:
vertikaalselt integreeritud hankimine,
kaevandamis- ja töötlemisvõimsus,
ja ettevõtte tausta läbipaistvus.
Meie tootmisvõimsuse kohta (viiteallikas):ettevõtte profiili ja tehase tausta saab vaadata tarnija saidi ametlikul lehel "Meist". ([xjcistanche.com])
Vastavusmärkus B2B ajaveebi jaoks:Kui teie toote positsioneerimine on suunatud menopausijärgsele osteoporoosile, siis veenduge, et teie väljapoole suunatud keelekasutus jääb püsimastruktuur/funktsioonvõitoitumisalane tugi– orienteeritud (olenevalt teie turust) ja vältige haigusravi väiteid, kui seda ei toeta ja lubavad kohalikud eeskirjad.
Lisateave (tarnija viitelehed):
Ettevõtte ülevaade / tehase taust: ([xjcistanche.com])
Seotud botaanilise sisu keskus (TCM-i retseptid ja koostisosade jutuvestmine):(teie esitatud viitelingi saab sisestada, kui olete veendunud, et lõpliku URL-i tee on õige)
Viited
[1] LI J, CHEN X, LU LY jt. Luuüdi rasvkoe ja luu metabolismi seos menopausijärgse osteoporoosi korral.Cytokine Growth Factor Rev, 2020, 52: 88.
[2] WANG LH, YU W, YIN XJ jt. Osteoporoosi ja luumurdude levimus Hiinas: Hiina osteoporoosi levimuse uuring.JAMA Netw avatud, 2021, 4(8): e2121106.
[3] WRIGHT NC, SAAG KG, DAWSON-HUGHES B jt. Uute National Bone Health Alliance'i (NBHA) diagnostiliste kriteeriumide mõju osteoporoosi levimusele USA-s.Osteoporos Int, 2017, 28(4): 1225.
[4] LIANG B, BURLEY G, LIN S jt. Osteoporoosi patogenees ja ravi: olemasolevad ja uued võimalused.Cell Mol Biol Lett, 2022, 27(1): 72.
[5] LEI SS, HUANG XW, LI LZ jt. Mehhanismi uurimineEpimedii Folium–Rhizoma drynariaeravimtaimede paar soodustas luudefektide paranemist võrgufarmakoloogia ja eksperimentaalsete uuringute kaudu.J Etnopharmacol, 2024, 319(3): 117329.
[6] LIU W, XIANG SY, WU YC jt. Icariin soodustab BMSC-de osteogeenset diferentseerumist mTOR/autofagia raja kaudu, et parandada ketogeense dieediga seotud osteoporoosi.J Orthop Surg Res, 2024, 19(1): 127.
[7] CHEN L, MA R, LUO P jt. Epimeediumi koguflavonoidide mõju luuüdi rasvkoele munasarjade eemaldamisega rottidel.eesmine endokriinool (Lausanne), 2022, 13: 900816.
[8] LIU TS, YU H, WANG S jt. Kondroitiinsulfaat leevendab kaltsiumipuudusest põhjustatud osteoporoosi, reguleerides lipiidide metabolismi.Nutr Metab (London), 2023, 20(1): 6.
[9] ZHENG HX, CHEN DJ, ZU YX jt. Kondroitiinsulfaat hoiab ära STZ-st põhjustatud diabeetilise osteoporoosi, vähendades vere glükoosisisaldust, vähendades antioksüdatiivset stressi, põletikuvastast toimet ja OPG/RANKL-i ekspressiooniregulatsiooni.Int J Mol Sci, 2020, 21(15): 5303.
[10] STELLAVATO A, RESTAINO OF, VASSALLO V jt. Kondroitiinsulfaat USA toidulisandites võrreldes farmaatsiatoodetega: analüütiline sõrmejälg ja potentsiaalne põletikuvastane toime inimese osteoartriidi kondrotsüütidele ja sünoviotsüütidele.Farmaatsia, 2021, 13(5): 737.
[11] SODHI H, PANITCH A. Glükoosaminoglükaanid koetehnoloogias: ülevaade.Biomolekulid, 2020, 11(1): 29.
[12] QI SS, SHAO ML, SUN Z jt. Kondroitiinsulfaat leevendab diabeetilist osteoporoosi ja parandab luude mikrostruktuuri oksüdatsioonivastase, põletikuvastase ja luude ainevahetuse reguleerimise kaudu.eesmine endokriinool (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 jt. Dendrobiin soodustab luu moodustumist kanoonilise Wnt/-kateniini signaaliraja kaudu ja hoiab ära menopausijärgse osteoporoosi.Front Pharmacol, 2025, 16: 1616070.
[15] ZHAO HY, YU F, WU W. Menopausisjärgse osteoporoosi uued perspektiivid: sirtuiinide ja oksüdatiivse stressi mehhanismid ja võimalikud ravistrateegiad.Antioksüdandid (Basel), 2025, 14(5): 605.
[16] RAI AD, SHERPA ML, SINGH A jt. Luu aluselise fosfataasi ja uriini hüdroksüproliini test Sikkimi osariigis menopausieelsetel ja postmenopausis naistel ning selle korrelatsioon luu mineraalse tihedusega.J Keskea tervis, 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 jt. Osteoporoosivastane toimeHemidesmus indicusLinn. munasarjade eemaldatud rottidel.J Etnopharmacol, 2017, 199: 1.
[19] LI J, LU LY, LIU L jt. Luuüdi rasvkoe ainulaadne roll ovariektoomiast põhjustatud luukadu korral hiirtel.Endokriinne, 2024, 83(1): 77.
[20] LIU XY, ZHANG SS, LU XM jt. Metabonoomiline uuring osteoporoosivastase toime kohtaRhizoma Drynariaeja selle toimemehhanism, kasutades UPLC-MS/MS.J Etnopharmacol, 2012, 139(1): 311.
[21] EISENHAUER A, MÜLLER M, HEUSER A jt. Kaltsiumi isotoopide suhted veres ja uriinis: uus biomarker osteoporoosi diagnoosimiseks.Bone Rep, 2019, 10: 100200.
[22] MEI ZD, DONG X, QIAN Y jt. Seos ainevahetuse ja luu mineraalse tiheduse vahel Hiina populatsioonis.EBiomeditsiin, 2020, 62: 103111.
[23] MA YS, HOU ZJ, LI Y jt. Eleuterosiidi E farmakoloogiliste mehhanismide paljastamine menopausijärgse osteoporoosi vastu UPLC-Q / TOF-MS-põhise metaboloomika kaudu.Front Pharmacol, 2020, 11: 1316.
[24] XU HC, NOZAKI K, YU ZN jt. Titaanimplantaatide pinna funktsionaliseerimine kontrollitud vabanemisega glutatiooni konjugaadiga antioksüdantide ja osteogeneesi jaoks.J Mater Res Technol, 2025, 34: 2872.
[25] LI X, WANG YF, GAO MT jt. Postmenopausaalse osteoporoosiga rottide neerude, luuüdi ja luu ainevahetusest tingitud seosed.Luu, 2022, 156: 116306.
[26] YANG KD, WANG XC, ZHANG C jt. Metformiin parandab HPRT1-le suunatud puriinide metabolismi ja parandab NR4A1-vahendatud autofagilist voogu, moduleerides FoxO1 nukleotsütoplasmaatilist liikumist menopausijärgse osteoporoosi raviks.Cell Death Dis, 2024, 15(11): 795.
[27] SAVIO LEB, LEITE-AGUIAR R, ALVES VS jt. Purinergiline signaalimine redoksbioloogia moduleerimisel.Redox Biol, 2021, 47: 102137.
[28] LIU DF, MA LY, ZHENG JH jt. Isopsoraleen parandab glükokortikoidide põhjustatud osteoporoosi, reguleerides puriinide metabolismi ja soodustades cGMP/PKG raja vahendatud osteoblastide diferentseerumist.Curr Drug Metab, 2024, 25(4): 288.
[29] BELLONE F, CINQUEGRANI M, NICOTERA R jt. K-vitamiini roll kroonilises neeruhaiguses: keskendumine luude ja südame-veresoonkonna tervisele.Int J Mol Sci, 2022, 23(9): 5282.
[30] MOSCHONIS G, HEUVEL EG VAN DEN, MAVROGIANNI C jt. D-vitamiiniga rikastatud gouda tüüpi juustu tarbimise mõju luu metabolismi biokeemilistele markeritele postmenopausis naistel Kreekas.Toitained, 2021, 13(9): 2985.
[31] DAI ZL, KOH W P. B-vitamiinid ja luude tervis – ülevaade praegustest tõenditest.Toitained, 2015, 7(5): 3322.
[32] ZWICKENPFLUG W, HORNUNG F, HOLLAUS A jt. Vitamiin B3 ja NAD+^++ biosüntees: HepG2 rakkude inkubeerimine alkaloidi müosmiiniga.J Sci Food Agric, 2024, 104(11): 6844.
[33] CHEN LJ, XING XK, ZHANG PF jt. NAD(H) ja NADP(H) homöostaatiline regulatsioon rakkudes.Genes Dis, 2024, 11(5): 101146.
[34] YOON H, PARK SG, KIM HJ jt. Nikotiinamiid suurendab osteoblastide diferentseerumist mitokondriaalse antioksüdantse kaitsesüsteemi aktiveerimise kaudu.Exp Mol Med, 2023, 55(7): 1531.
[35] DIAS P, SIATKA T, VOPRŠALOVÁ M jt. B-kompleksi vitamiinide bioloogilised omadused, osa 2-vitamiinid B(6) ja B(7) (biotiin, H-vitamiin).Nutr Res Rev, 2025, 38(2): 791.
[36] DEIANA M, MALERBA G, CARBONARE LD jt. Füüsiline aktiivsus takistab kõhre lagunemist: metaboloomika uuring näitab täpselt B6-vitamiini osalust.Rakud, 2019, 8(11): 1374.
[37] WELAN R. B6-vitamiini mõju osteoporoosi luumurdudele.J Bone Metab, 2023, 30(2): 141.
[38] YANG F, DONG X, MA FX jt. Tubson-2 keetmise sekkumismõjud munasarjade eemaldatud rottidele, mis on määratud võrgufarmakoloogia ja metaboomika kombinatsiooniga.Front Pharmacol, 2020, 11: 581991.
[39] CUI YB, YANG ZJ, YU GS jt. Naringin soodustab osteoblastide diferentseerumist ja leevendab osteoporoosi munasarjade eemaldamisega hiirtel.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 alFront 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成鴨干细胞成锟BMP-2/Runx2/OSX 通路的影响．中国中西医结合杂志, 2016, 36(5): 614.
