Postmenopausale Osteoporose hat sich zu einem globalen Problem der öffentlichen Gesundheit entwickelt. Das Ziel dieser Studie ist es, die therapeutischen Wirkungen und die damit verbundenen Mechanismen der Xiaoyao-Pillen der traditionellen chinesischen Medizin bei dieser Erkrankung zu untersuchen.
Osteoporose ist eine häufige Stoffwechselerkrankung bei älteren und postmenopausalen Frauen, die im Frühstadium keine offensichtlichen Symptome aufweist. In den letzten Stadien dieser Erkrankung sind die Patienten anfällig für Frakturen, die ihre Gesundheit und Lebensqualität ernsthaft beeinträchtigen können. Der weltweite Anstieg der Lebenserwartung hat Osteoporose zu einem globalen Problem gemacht. Die Xiaoyao-Pillen wurden zuvor
Wird bei der Behandlung von Depressionen verwendet. Darüber hinaus schien das Medikament eine östrogenähnliche Aktivität zu haben, die die Expression von ALP, einem frühen Osteoblasten-spezifischen Marker, und COL-1, einem Hauptbestandteil der extrazellulären Knochenmatrix, beeinflusste. Xiaoyao-Pillen wurden auf ihre Auswirkungen auf die postmenopausale Osteoporose (PMOM) bei Mäusen untersucht. Die Zielinformationen jeder pflanzlichen Komponente der Xiaoyao-Pillen wurden über die Datenbank der Systempharmakologie der Traditionellen Chinesischen Medizin (TCMSP) abgerufen. Informationen von GeneCards, OMIM, PharmGkb, TTD, DrugBank und anderen Websites wurden verwendet, um das regulatorische Netzwerk des Kräuterkomplexes über Cytoscape und das String-Netzwerk zu konstruieren und die Proteininteraktionen zu bewerten. Die Mäuse wurden ovariektomiert und mit hohen und niedrigen Dosen von Xiaoyao-Pillen behandelt, und diese wurden mit Kontrollen verglichen. Ihre Symptome wurden durch Immunzytochemie des Knochengewebes beurteilt. Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass Xiaoyao-Pillen die Fähigkeit hatten, die Symptome von PMOM bei ovariektomierten Mäusen über den IL-17-Signalweg zu lindern. Dieses Medikament hat das Potenzial, ein neuartiges Therapeutikum zur Behandlung von Osteoporose zu werden.
Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) definiert Osteoporose (OP) als eine Krankheit, die durch eine Abnahme der Knochenmasse und eine Verschlechterung der Mikroarchitektur des Knochengewebes gekennzeichnet ist, was zu einer Zunahme der Knochenbrüchigkeit und damit zu einem erhöhten Frakturrisiko führt1. Die klinische Bedeutung der Osteoporose besteht darin, dass sie zu Frakturen führen kann, die mit hoher Mortalität, Morbidität und wirtschaftlichen Kosten verbunden sind2. Postmenopausale Osteoporose (PMOP) wird durch eine Abnahme des Östrogenspiegels bei Frauen nach der Menopause verursacht, was zu einer Erhöhung der Osteoklastenaktivität führt, was zu Knochenverlust und Zerstörung der Knochenmikrostruktur führt. Dies führt häufig zu Osteoporose mit schwerwiegenden Auswirkungen auf die Gesundheit3. Zu den derzeitigen Therapien für PMOP gehören Östrogenersatztherapien, Bisphosphonate und Parathormon, aber sie können unterschiedlich starke Nebenwirkungen, unzureichende langfristige Compliance und hohe Kosten haben4. Daher ist eine erschwingliche pflanzliche Medizin für einen großen Teil der Bevölkerung eine praktikable Alternative.
Xiaoyao-Pillen sind im Chinesischen Arzneibuch5 enthalten und enthalten acht pflanzliche Bestandteile, darunter Chai Hu, Angelica sinensis, Weiße Paeonia lactiflora, Atractylodes macrocephala, Poria cocos, Menthae Herba, Süßholz und frischer Ingwer. Alle diese Kräuter sind dafür bekannt, dass sie die Leber entgiften und die Milz stärken, das Blut nähren und den Menstruationszyklus regulieren, und die Mischung wurde auch zur Behandlung von Depressionen verwendet6. Die Rolle von Xiaoyao-Pillen bei Osteoporose ist jedoch unklar.
Frühe Studien deuten darauf hin, dass Entzündungen zu Knochenschwund führen können7 und dass der mit diesem Prozess verbundene Rückgang der Knochendichte durch die Menopause beschleunigt werden kann. Darüber hinaus besteht ein starker Zusammenhang zwischen der Entwicklung von Osteoporose und Entzündungen. Der Entzündungsfaktor Interleukin-17 (IL-17) ist ein entzündungsfördernder Faktor, der von Th17-Zellen, einer Untergruppe der CD4+ T-Lymphozyten, sezerniert wird. Diese Zellen werden mit mehreren chronischen Entzündungszuständen in Verbindung gebracht und spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Knochenzerstörung bei rheumatoider Arthritis8. Darüber hinaus stimuliert IL-17 den nuklearen Faktor-κ B-Ligandenrezeptor-Aktivator (RANKL), der die Osteoklastogenese reguliert, was zu einer stärkeren Knochenresorption als zur Knochenbildung führt9. IL-17 stimuliert die Expression anderer osteoklastogener Zytokine wie TNFα, IL-1, IL-6 und IL-8. Es hat die Fähigkeit, mit anderen Entzündungsfaktoren zu synergistieren, was es zu einem wichtigen Entzündungseffektor macht10.
Studien haben auch einen Zusammenhang zwischen Xiaoyao-Pillen und Entzündungen gezeigt. Shi et al.11 und Fang et al.12 haben kürzlich bestätigt, dass Xiaoyao-Pillen die Spiegel von IL-6 bzw. TNF-α senken können. In einer anderen Studie zur stoffwechselassoziierten Steatohepatitis wurde berichtet, dass Xiaoyao-Pillen die Expression von Propionsäure hochregulieren können, was wiederum die Expression von TNF-α hemmt und eine entzündungshemmende Wirkung ausübt13. Derzeit ist jedoch nicht bekannt, ob Xiaoyao-Pillen die Entwicklung von PMOM regulieren können, indem sie eine Entzündungsreaktion über IL-17 vermitteln, was das Ziel dieser Studie war.
Diese Studie sagte die Überschneidung der Ziele von Xiaoyao-Pillen und Osteoporose-bezogenen Genen durch Netzwerkpharmakologie und Bioinformatik-Analyse voraus und analysierte die sich überschneidenden Gene für Proteininteraktionen, GO und KEGG. Basierend auf den vorhergesagten Ergebnissen kann die Expression von Act1 und IL-6, den Schlüsselproteinen im IL-17-Signalweg, beobachtet werden14,15 sowie die Knochenumsatzmarker alkalische Phosphatase (ALP) und Kollagen Typ I (COL-1), um die therapeutische Wirksamkeit der Xiaoyao-Pillen im PMOM-Mausmodell zu beobachten.
Laut Statistik verursacht Osteoporose in den Vereinigten Staaten jedes Jahr 1,5 Millionen Frakturen, und die überwiegende Mehrheit davon tritt bei postmenopausalen Frauen auf27. Mit der Zunahme der alternden Bevölkerung wird prognostiziert, dass die Mehrheit der zukünftigen Hüftfrakturen weltweit in Asien auftreten wird und dass bis 2050 die Gesamtzahl dieser Frakturen weltweit 8,2 Millionen erreichen wird28. Die Kosten für die Vorbeugung von Frakturen sind fast gleich…
The authors have nothing to disclose.
Das Baise City Scientific Research and Technology Development Program (20224128) unterstützte diese Arbeit. Die Autoren danken Dr. Dev Sooranna vom Imperial College London und YMUN für die Bearbeitung des Manuskripts. YYX und ZYW trugen zu gleichen Teilen zu dieser Studie bei.
1ml Sampler | Guangxi Beilunhe Medical Industrial Group Co. | JYQ001 | For anesthesia in mice |
4%polyformaldehyde | Beijing Solarbio Science & Technology Co.,Ltd. | P1110 | For tissue fixation |
6-0 absorbable suture (angled needle) | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Supplies Co. | HZX-06 | For postoperative suturing |
Absorbent cotton ball | Winner | MIANQIU-500g | For sterilization and hemostasis |
Adhesive slides | Jiangsu Shitai Experimental Equipment Co. | 188105 | For tissue sectioning |
Amobarbital | Sigma Aldrich (Shanghai) Trading Co. | A-020-1ML | For anesthesia in mice |
Bluing Solution | Beijing Solarbio Science & Technology Co.,Ltd. | G1866 | Blue coloration of the nuclei of cells after the action of hematoxylin differentiation solution |
C57BL/6 mice | Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd. | (SCXK 2033-0063) | For use in animal experiments |
Carbon steel surgical blades | Premier Medical Equipment Co. | SP239 | For mouse surgery |
CIKS/TRAF3IP2 Rabbit pAb | BIOSS ANTIBODIES | bs-6202R | Binds to Act1 in tissues |
Cole's Hematoxylin Solution (For Conventional Stain) | Beijing Solarbio Science & Technology Co.,Ltd. | G1140 | For staining paraffin sections |
Collagen Type I Polyclonal antibody | proteintech | 14695-1-AP | Binds to COL-1 in tissues |
DAB Substrate kit,20x | Beijing Solarbio Science & Technology Co.,Ltd. | DA1010 | For tissue color development |
Disposable surgical sheet 50*60CM | Nanchang Xuhui Medical Equipment Co. | SP4529777 | For mouse surgery |
EDTA decalcification solution (pH 7.2) | Beijing Solarbio Science & Technology Co.,Ltd. | E1171-500ml | For tissue decalcification |
Enhanced Endogenous Peroxidase Bloching Buffer | Beyotime Biotechnology | P0100B | Sequestration of tissue or cellular endogenous peroxidases |
Environmentally friendly dewaxing clear liquid | Servicebio | G1128-1L | For dewaxing paraffin sections |
Ethyl Alcohol | CHRON CHEMICALS | 64-17-5 (CAS) | For dehydration of paraffin sections |
General Purpose Antibody Diluent | Epizyme Biotech | PS119L | For antibody dilution |
Hematoxylin Differentiation Solution | Servicebio | G1039-500ML | For differentiation after hematoxylin staining and removal of excessively bound and non-specifically adsorbed dye from tissues |
Hematoxylin Eosin (HE) Staining Kit | Beijing Solarbio Science & Technology Co.,Ltd. | G1120-3*100ml | For tissue staining |
High quality stainless steel surgical knife handle | Premier Medical Equipment Co. | SP0088 | For mouse surgery |
HRP-conjugated Affinipure Goat Anti-Rabbit IgG(H+L) | proteintech | SA00001-2 | Binds to primary antibody and amplifies signal |
IL-17A Polyclonal antibody | proteintech | 13082-1-AP | Binds to IL-17 in tissues |
IL-6 Polyclonal antibody | proteintech | 21865-1-AP | Binds to IL-6 in tissues |
Immunohistochemistry pen | Beijing Zhongshan Jinqiao Biotechnology Co. | ZLI-9305 (YA0310) | For drawing circles in immunohistochemistry |
Medical surgical suture Non-absorbent (ball) 5-0 3.5m | Yangzhou Yuanlikang Medical Equipment Co. | FHX-5-2 | For postoperative suturing |
Medical Suture Needles Angle Needles 4*10 3/8 | Chaohu Binxiong Medical Equipment Co. | FHZ612-4 | For postoperative suturing |
Neutral Balsam | Beijing Solarbio Science & Technology Co.,Ltd. | G8590 | As a slice sealer |
PBS(1X) | Shenzhen Mohong Technology Co.,Ltd | B0015 | Buffer for slide washing and partial solution dilution |
Protein Free Rapid Blocking Buffer (1X) | Epizyme Biotech | PS108P | Avoiding non-specific binding of proteins |
Rabbit Anti-Bone Alkaline Phosphatase antibody | BIOSS ANTIBODIES | bs-6292R | Binds to alkaline phosphatase in tissues |
Saline | Affiliated Hospital Youjiang Medical University For Nationalities | LHN500 | For animals by gavage |
Shaving/Electric clippers | HANGZHOU HUAYUAN PET PRODUCTS CO., LTD. | DTJ-002 | For shaving mice |
Stainless Steel Medical Needle Holder 14cm Coarse Needle | Premier Medical Equipment Co. | SP784 | For mouse surgery |
Stainless Steel Ophthalmic Forceps 10.5cm Curved (No Hook) | Zhuoyouyue | YKNWW-10.5 | For mouse surgery |
Stainless Steel Ophthalmic Scissors/Surgical Scissors 10CM Straight Tip | Premier Medical Equipment Co. | ZYJD-10-ZJ | For mouse surgery |
Stainless Steel Tip Gastric Needle 12 Gauge 55mm Elbow | GWJ-12-55W | For use in mice by gavage | |
Tris-EDTA Antigen Repair Fluid (50x) | proteintech | PR30002 | For antigen repair of paraffin sections |
Wooden dissecting board 25*16cm | JP16*24 | For mouse surgery | |
Xiaoyao pills | Jiuzhitang Co.,Ltd. | YPG-041 | For animal drug delivery |
Others | |||
R 4.3.1 | Data processing | ||
Cytoscape3.9.1 | National Resource for Network Biology | Building a regulatory network for traditional Chinese medicine | |
ImageJ 1.54f | National Institutes of Health | Image processing for immunohistochemistry results | |
Adobe Photoshop 24.0.0 | Adobe | For image combination | |
GraphpadPrism 9.5 | GraphPad Software | Statistical analysis of data | |
cellsens Dimension | OLYMPUS | For slicing and photographing | |
OLYMPUS BX53 | OLYMPUS | For HE staining and immunohistochemical section photography |