Ágrip.Arbutin er náttúrulegt efnasamband unnið úr ýmsum plöntum, þar á meðal berberjalaufum, sem hefur margvísleg áhrif, þar með talið húðhvíttun og bólgueyðandi og oxandi streituverndandi eiginleika. Hins vegar eru áhrif arbútíns á beinfrumur enn óþekkt. Þessi rannsókn miðar að því að kanna virkni og virkni arbútíns á útbreiðslu og aðgreiningu MC3T3-E1 músa beinoblast forvera frumna in vitro. Fjölgun MC3T3-E1 frumna sem voru meðhöndluð með arbútíni var metin með því að nota frumutalningarsett-8 próf og 5-etýnýl-2'-deoxýúridín merkingarpróf. Auk þess var frumuhringur og frumudauði skoðaður með flæðifrumugreiningu. Áhrif arbútíns á beinþynningaraðgreiningu voru rannsökuð með því að nota alkalískan fosfatasa (ALP) litun og með því að skoða mRNA tjáningarmagn kollagens tegundar I 1 keðju (COL1A1), beinakarboxýglútamatpróteins (BGLAP) og Sp7 umritunarþáttar (SP7). Til að kanna frekar sameindakerfið sem liggur að baki arbútínvirkni við að stuðla að beinmyndun, voru mRNA- og próteintjáningarstig run-tengdra umritunarþáttar 2 (RUNX2) og -catenin greind með öfugri umritun-magnlegri pólýmerasa keðjuverkun og western blotting. Arbútín stuðlaði verulega að MC3T3-E1 frumufjölgun og jók hlutfall frumna í S-fasa. Meðferð með arbútíni jók ALP virkni og mRNA tjáningarmagn COL1A1, BGLAP og SP7 í MC3T3-E1 frumum. Ennfremur jókst marktækt prótein og mRNA tjáningarmagn RUNX2 og -catenins eftir meðferð með arbutin. Samanlagt bentu þessar niðurstöður til þess að arbútín gæti stuðlað að útbreiðslu og sérhæfingu MC3T3-E1 frumna með Wnt/-catenin boðleiðinni.
Samkvæmt viðeigandi rannsóknum,cistancheer algeng jurt sem er þekkt sem "kraftaverkajurtin sem lengir lífið". Aðalþáttur þess erCistanósíð, sem hefur ýmis áhrif eins ogandoxunarefni, bólgueyðandi, og efling ónæmisvirkni. Meginreglan milli cistanche oghúðhvíttunliggur í andoxunaráhrifum cistanche glýkósíða. Melanín í húð manna er framleitt með oxun týrósíns sem hvatar aftýrósínasa, og oxunarviðbrögðin krefjast þátttöku súrefnis, þannig að súrefnislausu stakeindir í líkamanum verða mikilvægur þáttur sem hefur áhrif á melanínframleiðslu. Cistanche inniheldur cistanoside, sem er andoxunarefni og getur dregið úr myndun sindurefna í líkamanum, þannig aðhamlar framleiðslu melaníns.
Fyrir frekari upplýsingar:
david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501
Kynning
Beinþynning er heilsufars- og félagshagfræðilegt vandamál sem einkennist af lágum beinmassa og versnandi beinsmábyggingu, sem eykur hættuna á brothættubrotum (1,2). Í Evrópusambandinu (ESB) var algengi beinþynningar hjá einstaklingum eldri en eða jafnt og 50 ára áætlað 6,6 og 22,1 prósent fyrir karla og konur árið 2010, í sömu röð. Efnahagslega var heildarkostnaður ESB vegna beinþynningar ~37,4 milljarðar evra árið 2010 (3). Vegna aukinna lífslíkra og vaxandi öldrunar íbúa gæti vaxandi fjöldi fólks þjáðst af beinþynningarbrotum í framtíðinni (4). Beinþynning stafar af ójafnvægi á milli beinmyndunar, fyrir tilstilli beinþynningar, og uppsogs, fyrir tilstilli beinþynningar (5). Tiltækar beinþynningarmeðferðir eru meðal annars uppsogslyf (eins og bisfosfónöt og denosumab), kalsítónín og estrógen. Hins vegar hafa þessi efnasambönd ákveðnar takmarkanir; einkum draga þær úr beinmyndunarhraða og með því að draga úr beinabreytingarferlinu valda þær minnkun á beinmyndun (6). Estrógenmeðferð er ekki tilvalin fyrir langtíma beinþynningu, þar sem mikið magn af estrógeni getur valdið blæðingum í legi, brjóstakrabbameini og hjarta- og æðasjúkdómum (7). Að auki geta uppsogslyf ekki endurheimt glataða beinbyggingu. Hins vegar geta vefaukandi efni örvað beinmyndun og aukið beinmassa (8). Þess vegna er mikilvægt að bera kennsl á ný örugg og áhrifarík lyf sem geta stuðlað að beinmyndun.
Arbútín (4-hýdroxýfenýl--D-glúkópýranósíð; mynd 1) er náttúrulega hýdrókínónafleiða (sameindamassi 272 Da) sem er til staðar í ýmsum tegundum plantna. Mikið magn arbútíns greindist í plöntum, þar á meðal marjoram (Origanum majorana, Lamiaceae) og perum (Pyrus communis, Rosaceae) og sérstaklega í Ericaceae fjölskyldunni eins og björnberjalaufum (Arctostaphylos uva‑ursi) (9). Arbutin sýnir ýmsa líffræðilega starfsemi. Til dæmis má nota arbútín
sem húðhvítunarefni; með því að hindra virkni týrósínasa í sortukornum, var greint frá því að arbútín stuðlaði að aflitun (10,11). Fyrri rannsókn sýndi fram á að arbútín gæti þjónað verndandi hlutverki gegn frumudauði af völdum röntgengeislunar með því að lækka innanfrumumagn hýdroxýlradikala (12). Að auki getur arbútín hamlað aðgreiningu beinþynna með því að lækka innanfrumumagn ofuroxíðs og með því að lækka kjarnaþátt virkra T-frumna 1 (13). Hins vegar eru áhrif arbútíns á beinfrumuvirkni enn óþekkt. Þess vegna miðar þessi rannsókn að því að kanna áhrif og aðferðir arbútíns á MC3T3-E1 músa beinoblast forvera frumufjölgun og aðgreiningu.
Wnt boðleiðin getur haft bein og óbein áhrif á bein og beinþynningar, aukið beinmyndun og minnkað beinupptöku (14). Canonical Wnt merki geta stjórnað útbreiðslu, aðgreiningu og virkni beinþynningar á mörgum stigum (15). Í dýralíkönum minnkaði virkni hemla Wnt/-catenin boðferilsins með því að nota mótefni gegn seytt próteintengt próteini 1, sklerostíni og dickkopf WNT boðleiðarhemli 1 (DKK1) og smásameindahemlum glýkógensyntasa. kínasi 3 (GSK-3) getur aukið beinmassa og dregið úr hættu á beinbrotum(16). Þess vegna táknar Wnt merkjaleiðin hugsanlegt lækningalegt markmið fyrir þróun nýrra lyfja til að meðhöndla beinþynningu (17). Í þessari rannsókn voru áhrif arbútíns á MC3T3-E1 frumufjölgun og sérhæfingu rannsökuð. Að auki var sameindavirknin sem liggur að baki arbútínvirkni við að örva MC3T3-E1 frumuaðgreiningu til skoðunar.
efni og aðferðir
Efni. Arbútín (hreinleiki, meira en eða jafnt og 98 prósent) var keypt frá Dalian Meilun Biotech Co., Ltd. (Dalian, Kína), leyst upp í dímetýlsúlfoxíði (Sigma-Aldrich; Merck KGaA, Darmstadt, Þýskalandi) og geymt í styrkur 0,5 M. Raðbrigðaður DKK1 úr mönnum var keyptur frá PeproTech, Inc. (Rocky Hill, NJ, Bandaríkjunum; vörunúmer 120-30).
Frumuræktun. MC3T3-E1 for-beinþynningar af músum frá legsteinum voru keyptar frá frumuauðlindamiðstöð Shanghai Institute for Biological Sciences í kínversku vísindaakademíunni (Shanghai, Kína), og voru ræktaðar í -Minimum Essential Medium (-MEM; HyClone; GE Healthcare) Life Sciences, Logan, UT, Bandaríkjunum) bætt við 10 prósent nautgripafóstursermi (FBS; Biological Industries, Kibbutz Beit Haemek, Ísrael), 100 µg/ml streptomycin og 100 einingar/ml pensilín (HyClone; GE Healthcare Life Sciences). Frumum var haldið í frumuræktarútungunarvél með 5 prósent CO2 við 37˚C. Skipt var um miðil annan hvern dag. Frumur við 80 prósent samruna voru sáðar aftur í vefjaræktunarflöskur eftir meðferð með 0,25 prósent trypsíni (HyClone; GE Healthcare Life Sciences) í 1-2 mínútur við 37˚C. Fyrir bein aðgreiningartilraunir voru frumur meðhöndlaðar með beinmyndandi bætiefni sem innihélt 50 µg/ml L-askorbínsýru (Sigma-Aldrich; Merck KGaA) og 10 mM -glýserófosfat tvínatríumsalthýdrat (Sigma-Aldrich) við 3 9 KG daga. ˚C. Fyrir vélrænar rannsóknir voru MC3T3-E1 frumur formeðhöndlaðar með DKK1 (0,5 µg/ml) í 6 klst við 37˚C og síðan meðhöndlaðar með arbútíni (100 µM) í 3 daga við 37˚C.
Frumufjölgun. Frumutalningarsett {{0}} próf (CCK-8; Dojindo Molecular Technologies, Inc., Kumamoto, Japan) var notað til að meta áhrif arbútíns á frumufjölgun. Frumum var sáð í 96-brunnsplötur með þéttleikanum 5x103 frumur/brunn í 24 klst við 37˚C. Í kjölfarið voru frumur meðhöndlaðar með arbútíni í ýmsum styrkjum (0, 10, 50 og 100 µM). Eftir 24, 48 eða 72 klst. voru frumur meðhöndlaðar með 9,1% CCK-8 lausn sem innihélt 10 µl CCK-8 og 100 µl -MEM í 1-2 klst. við 37˚C. Ljósþéttleiki hvers brunns var mældur með því að nota örplötulesara (ELx808; BioTek Instruments, Inc., Winooski, VT, Bandaríkjunum) við bylgjulengd 450 nm. Hlutfallsleg frumulífvænleiki var reiknaður út sem hlutfallið á milli meðalgleypni sýnis og samanburðar.
5-etýnýl-2'-deoxýúridín (EdU) merkingarpróf. Áhrif arbútíns á frumufjölgun voru mæld með EdU Apollo®567 in vitro myndatökusetti (Guangzhou RiboBio Co., Ltd., Guangzhou, Kína). Frumur voru sáð í 96-brunnsplötu með þéttleikanum 1x103 frumur/brunn og ræktaðar í -MEM sem innihélt 10 prósent FBS með 0, 10, 50 eða 100 µM arbútín. Eftir 72- klst. ræktun var EdU bætt við hverja brunn í styrkleikanum 50 µM fyrir viðbótar ræktun í 2 klst. við 37˚C. Frumur voru þvegnar tvisvar með PBS og festar með PBS sem innihélt 4 prósent paraformaldehýð í 30 mínútur við stofuhita (RT). Eftir þvott með glýsíni (2 mg/ml) og PBS voru frumur gegndræpnar með Triton X-100 (0,5 prósent) í 10 mínútur við RT. Frumur voru ræktaðar með 1X Apollo litunarhvarfsvökva við RT í 30 mínútur í myrkri. Frumukjarnar voru mótlitaðir með 1X Hoechst 33342 í 30 mínútur við RT. EdU-jákvæðar frumur voru sýndar með flúrljómunarsmásjárskoðun (stækkun, x200; Eclipse Ti; Nikon Corporation, Tókýó, Japan) á fimm sviðum af handahófi.
Frumuhringur og frumufrumugreining. MC3T3-E1 frumum var sáð í sex brunna plötur með þéttleikanum 2x105 frumur/brunn. Eftir 24- klst. ræktun voru frumur meðhöndlaðar með arbútíni í styrkleika 0, 10, 50 og 100 µM. Frumur voru teknar eftir 3 daga við RT og festar með 70 prósent etanóli í 12 klst við 4˚C. Frumur voru þvegnar þrisvar sinnum með PBS og litaðar með própidíumjoðíði (PI) litunarlausn (Beyotime Institute of Biotechnology, Haimen, Kína) í 30 mínútur við 37˚C í myrkri. DNA innihald var mælt með því að nota FACSCalibur flæðifrumumæli (BD Biosciences, San Jose, CA, Bandaríkin) með CellQuest Pro hugbúnaði (útgáfa 5.2; BD Biosciences) og ModFit LT hugbúnaði (útgáfa 3.0; Verity Software House, Inc., Topsham, ME, BANDARÍKIN). Fyrir frumudauðagreiningu voru frumur sem voru meðhöndlaðar með arbútíni safnað og litaðar með flúorskínísóþíósýanati-merktu Annexin-V og PI (Dojindo Molecular Technologies, Inc.) í myrkri í 15 mínútur við RT. Frumufrumuhraði var metinn með því að nota FACSCalibur flæðifrumumæli (BD Biosciences) með CellQuest Pro hugbúnaði (útgáfa 5.2; BD Biosciences).
Alkalín fosfatasa (ALP) litunarpróf. Osteoblasts voru sáð í {{0}} brunnplötur með þéttleika 5x104 frumna/holu, ræktaðar í -MEM sem innihélt beinmyndandi bætiefni og meðhöndlaðir með 0 (viðmiðunar), 10, 50 eða 100 µM arbútíni. Eftir 9 daga við 37˚C voru frumur þvegnar þrisvar sinnum með PBS og festar í 4 prósent paraformaldehýð við RT í 10 mínútur. Frumur voru skolaðar þrisvar sinnum með eimuðu vatni og síðan litaðar með því að nota 5-bróm-4-klór-3-indólýlfosfat/nítró blátt tetrasólíumklóríð ALP litaþróunarsett (Beyotime Institute of Biotechnology) í 2 klst. hjá RT. Litaðar frumur voru myndaðar með ljóssmásjá (stækkun, x40; Eclipse Ti; Nikon Corporation).
Reverse umritun-megindleg pólýmerasa keðjuverkun (RT-qPCR). Frumum var sáð í 6-brunnsplötur með þéttleikanum 2x105 frumur/brunn. Eftir meðferð með arbútíni í ýmsum styrkjum í 3 daga við 37˚C var heildar-RNA dregið úr MC3T3-E1 frumum með því að nota RNAiso Plus hvarfefni (Takara Biotechnology Co., Ltd., Dalian, Kína). Alls var 1 µg RNA öfugt umritað í cDNA með því að nota PrimeScript RT hvarfefnissett með gDNA Eraser (Takara Biotechnology Co., Ltd.), samkvæmt leiðbeiningum framleiðanda. Hvarfskilyrðin voru sem hér segir: 42˚C í 2 mínútur, 37˚C í 15 mínútur og 85˚C í 5 sek. qPCR var framkvæmt með því að nota jafnt magn af cDNA úr hverju sýni í heildarrúmmáli 20 µl með ABI 7500 Fast Real-Time PCR kerfi (Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, Bandaríkjunum) með SYBR forblöndu Ex Taq II (Takara) Líftækni Co., Ltd.). Eftirfarandi hitahringrásaraðstæður voru notaðar: Upphafleg eðlisbreyting við 95˚C í 30 sek, fylgt eftir með 40 lotum af 95˚C í 5 sekúndur og 60˚C í 34 sek. Sérhæfni mögnunarinnar var metin með bræðsluferilgreiningu og -aktín þjónaði sem innra eftirlit. Hlutfallsleg genatjáning var greind með 2-ΔΔCq aðferðinni (18). Röð primeranna sem notaðir voru voru eftirfarandi: Runt-tengdur umritunarþáttur 2 (RUNX2), áfram 5'-CCAACCGAGTCATTTAAGGCT-3', afturábak 5'-GCTCACGTCGCTCATCTTG-3'; kollagen tegund I 1 keðja (COL1A1), áfram 5'-GCCTCCCAGAACATC ACCTA-3', afturábak 5'-GCAGGGACTTCTTGAGGTTG-3';bein -karboxýglútamatprótein (BGLAP), áfram 5'-CGCTACCTTGGAGCCTCAGT-3', afturábak 5'-AGGCGGTCTTCAAGCCATAC-3'; Sp7 umritunarstuðull (SP7), áfram5'-AAGGGTACGGCAAGGCTTC-3', afturábak 5'-CGTCAGAGCGAGTGAACCTC-3'; -catenin, fram 5'‑ATGGAGCCGGACAGAAAAGC-3', afturábak 5'-CTTGCCACTCAGGGAAGGA-3'; -aktín, áfram 5'-GGCTGTATTCCCCTCCATCG-3', afturábak 5'-CCAGTTGGTAACAATGCCATGT-3'.
Western blot greining. MC3T3-E1 frumum var sáð í 6-brunnsplötur með þéttleikanum 2x105 frumur/brunn. Frumur voru meðhöndlaðar með arbútíni í ýmsum styrkjum í 3 daga og skolaðar þrisvar sinnum með ísköldu PBS. Heildar frumuprótein var dregin út úr MC3T3-E1 frumum með því að nota geislaónæmisútfellingargreiningu lýsisbuffer (Beyotime Institute of Biotechnology) sem innihélt 1 mM fenýlmetýlsúlfónýlflúoríð. Prótein voru einangruð eftir skilvindu við 13.800 xg í 15 mínútur við 4˚C. Próteinstyrkur var magnmældur með því að nota bicinchoninsýru próteinprófunarbúnað (Beyotime Institute of Biotechnology). Jafnt magn af próteini (20-30 µg) í hverju sýni var aðskilið með 10 prósent SDS-PAGE í 2 klst við stöðuga spennu (110 V) og flutt yfir á pólývínýlídenflúoríð (PVDF) himnu (EMD Millipore, Billerica, MA, Bandaríkjunum). Himnur voru lokaðar í TBS plús Tween-20 (TBST; 20 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl pH 7,5 og 0,1 prósent Tween-20) sem innihélt 5 prósent fitulausa mjólk við RT í 2 klst og síðan ræktuð yfir nótt kl. 4˚C með viðeigandi frummótefnum. Mótefnin sem notuð voru voru eftirfarandi: Kanína einstofna and- -catenin (1:5,000; vörunúmer ab32572; Abcam, Cambridge, MA, Bandaríkjunum), kanína fjölstofna anti-RUNX2 (1: 1,000; cat. no. ab23981; Abcam) og mús fjölstofna and- -actin (1:1,000; cat. no. AF0003; Beyotime Líftæknistofnun). Í kjölfarið voru himnur þvegnar þrisvar sinnum með TBST og PVDF himnurnar ræktaðar með piparrótarperoxídasa (HRP)-tengdu geita-and-kanínu immúnóglóbúlíni G (IgG; 1:10,000; tegund nr. ZB{{ 52}}; OriGene Technologies, Inc., Peking, Kína) eða HRP-tengd geit-and-mús IgG (1:10.000; vörunúmer ZB-2305; OriGene Technologies, Inc.) við RT í 2 klst. . Prótein voru sýnd með því að nota Enhanced Chemiluminescence hvarfefni (Thermo Fisher Scientific, Inc.) og greind með efnaljómunargreiningarkerfi (Amersham Imager 600; GE Healthcare Life). Prótein voru magngreind með ImageJ hugbúnaði (útgáfa 1.52; National Institute of Health, Bethesda, MD, Bandaríkjunum). Eftir normalization var hlutfallslegt próteintjáningarstig reiknað með -aktíni sem innra eftirlit.
Tölfræðigreining. Allar tilraunir voru endurteknar sjálfstætt að minnsta kosti þrisvar sinnum. Tölfræðilegar greiningar voru gerðar með því að nota GraphPad Prism 5.0 (GraphPad Software, Inc., La Jolla, CA, Bandaríkjunum). Gögnin eru sett fram sem meðaltal ± staðalfrávik og marktækur munur var greindur með einhliða dreifnigreiningu ásamt Dunnett's post hoc prófi. P<0.05 was considered to indicate a statistically significant difference.
Niðurstöður
Arbutin stuðlar að MC3T3-E1 frumufjölgun. Áhrif arbútíns á MC3T3-E1 frumufjölgun voru skoðuð með CCK-8 prófi. Arbútín var gefið í ýmsum styrkjum (0, 10, 50 og 100 µM) í 24, 48 og 72 klst. og CCK-8 próf var gerð (mynd 2A). Eftir 24 klst. kom enginn tölfræðilegur munur í ljós á útbreiðslu beinfrumuefna samanborið við ómeðhöndlaðar samanburðarfrumur. Hins vegar jókst MC3T3-E1 frumufjölgun marktækt eftir meðferð með arbútíni við 100 µM eftir 48 og 72 klst. EdU merkingarprófun var framkvæmd eftir 72 klst. og niðurstöðurnar sýndu fram á að hlutfall EdU-jákvæðra MC3T3-E1 frumna sem fengu arbútín í styrkleikanum 50 og 100 µM var marktækt aukið samanborið við ómeðhöndlaða viðmiðunarhópinn (mynd 2B og C). .
Arbútín flýtir fyrir framvindu frumuhringsins. Áhrif arbútíns á framvindu frumuhringsins voru metin með því að nota frumuhringsgreiningu (mynd 3). Meðferð með arbútíni við 50 og 100 µM leiddi til hækkunar á hlutfalli frumna í S-fasa (Mynd 3A og C) og 100 µM arbútín leiddi til lækkunar á hlutfalli frumna í G1- fasa ( Mynd 3D). Enginn tölfræðilega marktækur munur kom fram í 10 µM hópnum samanborið við samanburðarhópinn. Áhrif arbútíns á MC3T3-E1 frumudauða voru einnig metin með því að nota flæðifrumumælingar (mynd 3B og E). Hraði frumudauða breyttist ekki marktækt eftir meðferð með arbútíni við 10, 50 og 100 µM samanborið við samanburðarhópinn.
Áhrif arbútíns á ALP virkni. Áhrif arbútíns á beinþynningaraðgreiningu voru greind með ALP litun. Eftir 9 daga jók meðferð með ýmsum styrkjum arbútíns (0, 10, 50 eða 100 µM) ALP virkni sérstaklega samanborið við samanburðarhópinn (mynd 4A). Núverandi niðurstöður bentu til þess að arbútín gæti aukið virkni ALP í MC3T3-E1 frumum.
Áhrif arbútíns á mRNA tjáningarstig COL1A1, -catenin, RUNX2, BGLAP og SP7. MRNA tjáningarmagn COL1A1, -catenin, RUNX2, BGLAP og SP7 var metið í MC3T3-E1 frumum með RT-qPCR eftir meðferð með arbútíni í ýmsum styrkjum (0, 10, 50 eða 100 µM) fyrir 3 dagar. Tjáningarmagn COL1A1 og -cateníns jókst í beinfrumum sem voru meðhöndlaðir með 10, 50 og 100 µM arbútíni samanborið við ómeðhöndlaðar frumur (mynd 4B og C). Tjáningarmagn RUNX2, BGLAP og SP7 jókst marktækt eftir meðferð með arbútíni við 50 og 100 µM (mynd 4D-F).
Áhrif arbútíns á próteintjáningarmagn -catenin og RUNX2. Til að kanna undirliggjandi aðferðir arbútíns-framkallaðrar beinþynningaraðgreiningar voru próteintjáningarstig RUNX2 og -catenin skoðuð í MC3T3-E1 frumum með Western blotting (mynd 5A og B). Meðferð með arbútíni við 100 µM jók marktækt próteintjáningarmagn -catenin og RUNX2 í osteoblastum samanborið við viðmið (Mynd 5C og D, í sömu röð). Núverandi niðurstöður bentu til þess að arbútín gæti haft áhrif á aðgreining beinfrumuefna með því að stjórna próteintjáningarmagni -catenin og RUNX2. Til að kanna hvort arbútín örvar beinþynnuaðgreiningu í gegnum Wnt/-catenin boðleiðina voru MC3T3-E1 frumur meðhöndlaðar með 0,5 µg/ml DKK1 í 6 klst fyrir meðferð með 100 µM arbútíni.
DKK1 hamlaði marktækt arbútín-framkallaða RUNX2 prótein tjáningu (mynd 5E). Núverandi niðurstöður bentu til þess að arbútín gæti haft áhrif á aðgreining beinfrumuefna í gegnum Wnt/-catenin boðleiðina.
Umræða
Beinþynning getur leitt til alvarlegra beinbrota og fötlunar og er aldurstengd vandamál um allan heim (19). Uppsöfnuð sönnunargögn sýndu fram á að ójafnvægi milli beinþynningar og beinþynningar í beinamyndun og uppsog getur leitt til beinþynningar (20). Athyglisvert er að beinmyndun veltur á útbreiðslu og aðgreiningu beinhimnu (21,22).
Mörg tiltæk lyf sem notuð eru til að meðhöndla beinþynningu eru uppsogslyf (23); Hins vegar geta þessar meðferðir ekki snúið við beinmissi (24). Vefaukandi efni sem örva beinmyndun geta endurheimt alvarlega skemmda beinagrind og tap á beinmassa (24). Teriparatid er eitt vefaukandi efni sem sýnt hefur verið fram á að örvar beinmyndun og klínískar rannsóknir sýndu að meðferð með teriparatidi minnkaði hættuna á nýjum hryggjarliðsbrotum og aukinni beinþéttni í mjöðm, lendhrygg og lærleggshálsi (25). Sérstaklega er teriparatid dýr meðferð. Þess vegna er mikilvægt að þróa ný lyf sem geta á áhrifaríkan hátt stuðlað að beinmyndun.
Arbútín er frumuverndandi efni og hefur ekki marktæk frumudrepandi áhrif við háan styrk (26). Þótt styrkur arbútíns í blóði sé óljós (13) er arbútín notað sem sýklalyf til þvags og er talið öruggt lyf til inntöku (27,28). Fyrri rannsóknir sýndu fram á að arbútín gæti sýnt margþætta virkni, þar á meðal húðhvíttun (10,11), bólgueyðandi (29), krabbameinslyf (30) og bæling á aðgreiningu beinþynninga (13). Hins vegar er þörf á frekari rannsóknum til að kanna áhrif arbútíns á beinþynningar og möguleika þess til að nota sem nýtt efnasamband til meðferðar á beinþynningu. Þess vegna rannsakaði þessi rannsókn áhrif arbútíns á útbreiðslu og sérhæfingu MCET3-E1 frumna og aðferðirnar sem liggja að baki arbútínvirkni in vitro.
Beinmyndun tengist fjölda beinþynningar og virkni stakra beinþynna (31). Hægt er að fjölga beinfrumum með því að stuðla að afritun eða aðgreiningu fyrir beinfrumur eða með því að draga úr frumudauða þroskaðra beinfrumuefna (32). Í þessari rannsókn jók arbútín útbreiðslu MC3T3-E1 frumna án þess að hafa áhrif á apoptotic hraða. Að auki jók arbútín framgang frumuhrings með því að færa frumur úr G1-fasa í S-fasa. Þessar niðurstöður bentu til þess að arbútín gæti valdið útbreiðslu beinþynningar.
ALP er snemmbúið merki um beinskemmdir aðgreiningar (33). ALP tengist kölkun beinagrindarinnar við beinmyndun (34). Í þessari rannsókn bentu niðurstöður ALP-litunar til þess að beinfrumur sem voru meðhöndlaðar með arbútíni við 10, 50 og 100 µM og með beinmyndandi viðbót í 9 daga sýndu aukna virkni ALP, sem bendir til þess að arbútín geti stuðlað að snemmbúinni aðgreiningu beinþynningar.
Sýnt hefur verið fram á að beinmyndun sé stjórnað af ýmsum umritunarþáttum, þar á meðal RUNX2 og SP7, og mörgum beinsértækum fylkispróteinum, þar á meðal ALP,BGLAP og COL1A1 (35). RUNX2 og SP7 eru mikilvægumritunarþættir sem taka þátt í aðgreiningu beinþynningavið beinmyndun (36). COL1A1 er utanfrumumatrix prótein sem stuðlar að endurnýjun beina og beinþynningusprengja aðgreining (37). BGLAP er ekki kollagenbein fylkisprótein sem stjórnar beinaskiptum og beinumsteinefnavæðing (38). Þessi rannsókn benti á að arbútíngetur framkallað mRNA tjáningarstig mikilvægbeinmyndandi eftirlitsstofnanir, þar á meðal RUNX2, BGLAP, SP7 ogCOL1A1. Að auki er tjáningarstigið á -catenin varaukist. Þessar niðurstöður bentu til þess að arbútín gæti stuðlað aðbeinþynningaraðgreining með kerfi sem felur í sérWnt/ -catenin merki.
Wnt boðleiðin hefur áhrif á beinmyndun meðan á þroska stendur og endurgerð beina við endurnýjun vefja (39). Hin kanóníska Wnt merkjaleið varauðkennd er að hefjast með Wnt bindilboðum í frumunniyfirborð í gegnum lágþéttni lípópróteinviðtaka sem tengistprótein 5 eða 6 (Lrp5/6) og sjö-passa yfirhimnuFrizzled viðtaki (40). Samspil Wnt bindlaog viðtakinn þeirra gæti hamlað GSK3- í umfrymi,sem leiðir til útgáfu á -catenin, umritunarmiðillinnator kanónískrar Wnt merkja. Í kjölfar útgáfunnar, -cateningetur farið inn í kjarnann og þannig stjórnað tjáningunnimagn markgena þess (41). RUNX2 tilheyrir Runtlénsgenafjölskyldu og er umritunarþáttur sem tekur þátt íbeinþynningaraðgreining (42). RUNX2 þjónar mikilvæguhlutverk í að samræma margar merkjaleiðir á meðanbeinþynningaraðgreining (43). Fyrri rannsóknarpúkibent á að kanónísk Wnt merkjasending gæti beint stjórnaðRUNX2. Nánar tiltekið -catenin/HNF1 homeobox Aflókið getur virkjað tjáningarstig RUNX2,stuðlar þannig að beinmyndun (44). DKK1 er öflugthemill á Wnt/ -catenin kanónísk leið, með bindinguí Lrp5/6 (45,46). Niðurstöður þessarar rannsóknar benda tilað meðferð með arbútíni jók próteinið verulegatjáningarstig RUNX2 og -catenin í MC3T3-E1frumur, og DKK1 dró verulega úr próteinútbreiðslunnision stig af RUNX2. Fyrirliggjandi niðurstöður bentu til þessarbútín getur stuðlað að MC3T3-E1 frumuaðgreiningu með kanónískum Wnt/-catenin leið.
Samanlagt, eftir bestu vitund höfunda, er þessi rannsókn sú fyrsta sem gefur til kynna að arbútín geti örvað fjölgun og sérhæfingu MC3T3-E1 frumna í gegnum Wnt/-catenin boðleiðina. Þess vegna getur arbútín verið nýr mögulegur frambjóðandi fyrir beinþynningu. Hins vegar er þörf á frekari rannsóknum til að bera kennsl á sérstakt hlutverk Wnt/-catenin boðferilsins í arbútín völdum beinmyndun, þar á meðal fosfórun á -catenin við Ser675 (47); Hægt er að fá frekari upplýsingar um hlutverk Wnt/-catenin boðefna með því að nota Wnt örva. Í framtíðinni gætu frekari rannsóknir kannað getu arbútíns til að stuðla að beinmyndun in vivo.
Viðurkenningar
Á ekki við.
Fjármögnun
Þessi vinna var styrkt af The Major Program of National Nature Science Foundation of China (styrkur nr. 81370981) og The Outstanding Scientific Fund of Shengjing Hospital.
Aðgengi gagna og efnis
Gagnasöfnin sem notuð eru og/eða greind í yfirstandandi rannsókn eru fáanleg hjá samsvarandi höfundi ef sanngjarnt er óskað.
Framlag höfunda
QF, XM og LiY hugsuðu og hönnuðu tilraunirnar. XM gerði tilraunirnar og skrifaði handritið. SL, LiY, LeY og ML greindu gögnin og endurskoðuðu handritið á gagnrýninn hátt. QF hafði umsjón með öllum rannsóknum og endurskoðaði handritið. Allir höfundar lásu og samþykktu lokahandritið.
Siðfræðisamþykki og samþykki til þátttöku
Á ekki við.
Samþykki sjúklings fyrir birtingu
Á ekki við.
Samkeppnishagsmunir
Höfundar lýsa því yfir að þeir hafi engra hagsmunatengsla.
Heimildir
1. Das S og Crockett JC: Beinþynning - núverandi sýn á lyfjafræðilegar forvarnir og meðferð. Drug Des Devel Ther 7435-448.2013.
2.Rachner TD, Khosla S og Hofbauer LC: Beinþynning: Nú og framtíð. Lancet 377: 1276-1287. 2011.
3.Hernlund E, Svedbom A, Ivergard M, Compston J, Cooper CStenmark JMcCloskey EVJOnsson B og Kanis JA: Beinþynning í Evrópusambandinu: Læknisstjórnun, faraldsfræði og efnahagsleg byrði. Skýrsla unnin í samstarfi við alþjóðlegu beinþynningarstofnunina (IOF) og European Federation of Pharmaceutical Industry Associations (EFPIA).Arch Osteoporos 8: 136.2013.
4. Cauley JA: Lýðheilsuáhrif beinþynningar. J Gerontol ABiol Sci Med Sci 68: 1243-1251.2013.
5. Manolagas SC og Jilka RL: Beinmergur, frumuefni og endurgerð beina. Ný innsýn í meinalífeðlisfræði beinþynningar. N Engl J Med 332: 305-311. 1995.
6. Baron R og Hesse E: Uppfærsla á vefaukandi beinum í beinþynningarmeðferð: Rökstuðningur, núverandi staða og sjónarmið. J ClinEndocrinol Metab 97: 311-325.2012.
7.TangDZ, Hou WZhou Q, ZhangM, HolzJ, SheuTJ, LiTF ChengSDShi O. Harris SE.et al: Osthole örvar beinþynningaraðgreiningu og beinmyndun með því að virkja beta-catenin-BMP merkjagjöf Bone Miner Res 25: 1234-1245 . 2010.
8. Canalis E: Uppfærsla á nýjum vefaukandi meðferðum við beinþynningu. J Clin Endocrinol Metab 95: 1496-1504.2010.
9. Lamien-Meda A, Lukas B, Schmiderer C, Franz C og Novak J: Staðfesting á megindlegri greiningu á arbútíni með gasskiljun í Origanum majorana og Arctostaphylos uva-ursiextracts.Phytochem Anal 20: 416-420.2009 .
10.Lim YJ, Lee EH, Kang TH, Ha SK, Oh MS, Kim SM, Yoon TJ.Kang C, Park JH og Kim SY: Hindrandi áhrif arbútíns á nýmyndun melaníns á alfa-melanocyte-örvandi hormónavöldum oflitarefni. í ræktuðum brúnleitum naggríshúðvefjum. Arch Pharm Res 32: 367-373.2009.
11. Maeda K og Fukuda M: Arbutin: Mechanism of depigmenting action its in human melanocyte culture. J Pharmacol ExpTher 276: 765-769.1996.
12. Wu LH Li P Zhao OL. Piao JL Jiao YF Kadowaki M og Kondo T: Arbutin. innanfrumu hýdroxýlróteindahreinsiefni verndar geislun af völdum apoptosis í U937 eitilæxli úr mönnum. Apoptosis 19: 1654-1663.2014
13. Omori A Yoshimura Y. Deyama Y og Suzuki K: Rosmarinicacid og arbutin bæla aðgreiningu beinfrumna með því að hindra súperoxíð og NFATel niður-stjórnun í RAW 264.7 frumum Biomed Rep 3: 483-490.2015
14. Baron R og Kneissel M: WNT merki í beinjafnvægi og sjúkdómum: Frá stökkbreytingum í mönnum til meðferða. Nat Med l9.179-197.2013
15. Baron R og Rawadi G: Að miða á Wnt/beta-catenin brautina til að stjórna beinmyndun í beinagrind fullorðinna. Endocrinology 148: 2635-2643.2007.
16. Hoeppner LH Secreto FJ og Westendorf JJ: Wnt merki sem meðferðarmarkmið fyrir beinsjúkdóma. Sérfræðingur álit TherTargets 13: 485-496.2009.
17. Williams BO og Insogna KL: Hvar Wnts fór: Sprengisvið Lrp5 og Lrp6 merkja í beini. J Bone Miner Res 24:171-178.2009
18. Livak KJ og Schmittgen TD: Greining á hlutfallslegum genatjáningargögnum með því að nota rauntíma magn PCR og 2(-Delta DeltaC(T) aðferðina Aðferðir 25:402-408.2001.
19.Lin X. Xiong D. Peng YO. Sheng ZF. Wu XY Wu XP Wu FYuan LO og Liao EY: Faraldsfræði og stjórnun beina. porosis in the People's Republic of China: Current perspectives.Clin Interv Aging 10: 1017-1033.2015.
20. Manolagas SC: Fæðing og dauði beinfrumna: Grunnstýringaraðferðir og afleiðingar fyrir meingerð og meðferð beinþynningar. Endocr Rev 21: 115-137.2000.
21.Liu S. Fang T. Yang L. Chen Z. Mu S og Fu O: Gastroin verndar MC3T3-El osteoblasts gegn dexametasóni af völdum truflunar á frumum og stuðlar að beinmyndun með örvun á NRF2 boðleiðinni. Int J Mol Med 41: 2059-2069.2018.
22. Yun HM Park KR. Quang TH Ó H. Hong JT. Kim YC og Kim EC: 2.4.5-Trimethox yldalbergiquinol stuðlar að beinþynnuaðgreiningu og steinefnamyndun í gegnum BMP og Wnt/B-catenin ferli. Cell Death Dis 6: el819. 2015.
23. Cosman F Nieves JW og Dempster DW: Meðferðarröð1718.22.máls: Vefaukandi og uppsogandi meðferð við beinþynningu Bone Miner Res 32: 198-202.2017
24.Uihlein AV og Leder BZ: vefaukandi meðferðir við beinþynningu.Endocrinol Metab Clin North Am 41: 507-525.2012
25. Nakamura T Sugimoto T. Nakano T. Kishimoto H. Ito MFukunaga MHaginoH Sone T. Yoshikawa Nishizawa Y.eral Randomized Teriparatide (mannlegt kalkkirtilshormón (PTH1-341 Einu sinni vikulega verkunarrannsóknir (TOWER) til að skoða minnkun á verkun ný hryggjarliðsbrot hjá einstaklingum með beinþynningu og mikla beinbrotahættu J Clin Endocrinoetab 97: 3097-3106.2012
26. Jurica K BrCic Karabonji l, Mikolic A, Milcjkowic-Opsenica DBenkovic V og Kopjar N: Öryggismat í glasi á jarðarberjatrénu (Arbrrfus redo L) vatnsblaðseyði og arbutin eitilfrumum úr útlægum blóði manna. Frumutækni 70: 1261-1278.2018
27. Schindler G. Patzak U Brinkhaus B. vann Niecieck A. Wittig JKrihmer N Glockl land Veit M: Þvagútskilnaður og Metabo. lista yfir arbútín eftir inntöku Arctosfaphylos reversi þykkni sem filmuhúðaðar töflur og vatnslausn hjá heilbrigðum mönnum. J Clin Pharmacol 42: 920-927.2002.
28. Genowese C Davinelli S. Mangano K, Tempera G, Nicolosi D.Corsello S.Vergalito F Tartaglia E. Scapagnini G og Di Marco R: Áhrif nýrrar samsetningar af plöntuútdrætti ásamt d-mannósa til að meðhöndla óbrotinn endurtekið þvagfæri sýkingar. J Chemother 30: 107-114. 2018
29. Lee HJ og Kim KW: Bólgueyðandi áhrif arbútíns í lípópólýsykruörvuðum BV2 örfrumum. InfiammRes 61: 817-825.2012.
30. Jiang L. Wang D Zhang Y. Li J. Wu Z. Wang Z og Wang D. Rannsókn á for-apoptótískum áhrifum arbútíns og asetýleraðrar afleiðu þess á sortuæxlisfrumur í músum. Int J Mol Med 41:1048-1054.2018
31. Marie PJ og Kassem M: Osteoblasts í beinþynningu: Pastemerging, og framtíð vefaukandi markmið. Eur J Endocrinol 165:1-10.2017
32. Canalis E: Stjórnun innkirtlasjúkdóma: Nýjar vefaukandi meðferðir við beinþynningu. Eur J Endocrinol 178: R33-R44. 2018
33. Weinreb M Shinar D og Rodan GA: Mismunandi mynstur basísks fosfatasa, osteopontíns og osteókalsíns tjáningar við þróun rottubein sem sést með in situ blendingum. J BoneMiner Res 5: 831-842.1990.
34. Kim YJ. Lee MH Wozney JM Cho JY og Ryoo HM: Beinformuð prótein-2-framkölluð basísk fosfatasa tjáning er örvuð af Dlxs og bæld af Msx2. J BioChemm 279: 50773-50780.2004
35. An JYang H Zhang O. Liu C. Zhao J. Zhang L og Chen BNáttúrulegar vörur til meðhöndlunar á beinþynningu: Áhrif og aðferðir til að stuðla að beinmyndunarlífi sem miðlar beinmyndunum Sci 147: 46-58.2016
36.Kobavashi T og K ronenbere H: Minireview: Transcriptional Regulation in development of bone.Endocrinoloey 146: 1012-1017.2005.
37. Cathev og Reddy ABaltordal.oiczThrombospondin-2 auðvelda samsetningu á kollagenríku fylki af tegund I í mergstómfrumum sem gangast undir mismunandi beinþynningarstöð. Connect Tissue Res 54: 275-782.2013
38. Neve A. Corrado A og Cantatore FP: Osteocalcin: Beinagrind og utanbeinagrind áhrif J Cell Physiol 228: 1149-1153.2013
39. Wang Y.Li YP Paulson C, Shao Jz, Zhang X Wu M og Chen fóru og Wnt merkjaleiðin í beinþroska og sjúkdómum. Front Biosci (Landmark Ed) 19: 379-407.2014
40.MacDonald BT. Tamai K og He X: Wnt/beta-catenin merkjahlutir. fyrirkomulag. og sjúkdóma. Dev Cel1 17: 9-26. 2009
41. Kramer l.Halleux C, Keller H, Pegurri M, Gooi JHWeber PB. Feng JO. Bonewald LF og Kneissel M: OsteocytWnt/beta-catenin boð eru nauðsynleg fyrir eðlilega beinjafnvægi. Mo Cel1 Biol 30: 3071-3085.2010
42. Ducy P Schinke T og Karsenty G: The osteoblast: A háþróaður fibroblast undir miðlægu eftirliti. Vísindi 289:1501-1504.2000
43. Franceschi RI og Xiao G: Reglugerð um beinhimnusértæka umritunarþáttinn. RUNX2: Svörun við mörgum flutningsleiðum. J Cell Biochem 88: 446-454.2003
44. Gaur T, Lengner Cl, Howhannisyan H, Bhat RA, Bodine PVKomm BS. Javed A. van Wijnen AJ. Steinn JL. Stein GS Lian JB: Canonical WNT merkjagjöf stuðlar að beinmyndun sem örvar Runx2 gena tjáningu beint. J Biol Chem 280:33132-33140.2005
45. Kawano Y og Kypta R: Seytir andstæðingar Wnt merkjaleiðarinnar. J Cel1 Sci 116: 2627-2634.2003
46.Daoussis D og Andonopoulos AP: Nýjasta hlutverk Dickkopf-l í beinalíffræði: Er það aðalrofinn að stjórna beina- og liðamótun? Semin Arthritis Rheum 41: 170-177.2011
47. Taurin S.Sandbo N. Qin Y. Browning D og Dulin NO: Fosfórun á beta-catenin með hringlaga AMP-háðum próteinkínasa. J Biol Chem 281: 9971-9976.2006
Fyrir frekari upplýsingar: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501
