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研究人员探究淫羊藿提取物(EPE)对糖尿病骨质疏松(DOP)的作用及机制,发现其可调节 AGE-RAGE 通路,意义重大。
糖尿病性骨质疏松(Diabetes osteoporosis,DOP)是糖尿病常见的慢性骨骼并发症,如同隐藏在患者身体里的 “定时炸弹”。全球范围内,每年超 900 万骨质疏松性骨折中,相当一部分由 DOP 导致,给患者带来难以承受的痛苦,也让医疗系统压力倍增。据统计,糖尿病患者中骨质疏松的患病率比非糖尿病患者高出 4 - 5 倍,DOP 患病率达 37.8%。传统治疗手段效果有限,探寻更有效的治疗方法迫在眉睫。
在此背景下,浙江省中医药研究院等机构的研究人员开展了相关研究,其成果发表于《Molecular Medicine》。该研究意义非凡,为 DOP 的治疗开辟了新思路。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,建立 DOP 大鼠模型,通过高糖高脂饮食联合链脲佐菌素注射诱导。其次,运用生物信息学方法,包括网络药理学和分子对接,挖掘 EPE 治疗 DOP 的关键靶点和潜在通路。最后,借助微 CT、H&E 染色、RT-PCR、ELISA、Western blot 等实验技术,对预测的靶点和通路进行验证。
研究结果如下:
- EPE 的活性成分:通过 UHPLC-MS 分析,在 EPE 中鉴定出 829 种化合物,其中包括淫羊藿苷 C、淫羊藿次苷 I、柠檬酸、淫羊藿素等已知的生物活性成分。
- EPE 对体重、血糖和血清生化指标的影响:与正常组相比,DOP 大鼠体重显著下降,血糖明显升高。EPE 200mg/kg 处理 7 周和 11 周后,可抑制体重下降;EPE 200mg/kg 和 100mg/kg 处理 6 周和 8 周后,能降低血糖水平。EPE 对血清生化指标 ALP 和 BUN 无显著影响,各实验组大鼠血清 Ca2+和 P 浓度无差异。
- EPE 对骨微观结构和病理的影响:与正常组相比,DOP 大鼠股骨的 BV、BV/TV、Tb.N、Tb.Th、BS 和 Conn-Dens 显著降低,Tb.Sp 和 SMI 明显增加,骨小梁变薄、排列紊乱且结构不完善。EPE 200mg/kg 和 100mg/kg 可逆转这些骨增生变化,改善骨病理状态。
- 网络药理学分析:构建活性成分 - 靶点(C - T)网络,筛选出 20 种具有良好 ADME 性质的化合物,获得 137 个与 DOP 相关的靶基因。PPI 网络分析得到 15 个关键基因,主要涉及细胞凋亡、细胞周期和细胞增殖等过程。GO 和 KEGG 富集分析显示,靶点主要与 AGE-RAGE 信号通路、PI3K-Akt 信号通路等相关。
- EPE 对 DOP 大鼠骨重建的影响:EPE 可调节 ALP、RUNX2 和 MMP9 的表达,改善骨重建。在模型对照组,ALP 蛋白表达和 RUNX2 基因表达显著下调,MMP9 蛋白表达下调;EPE 处理 12 周后,EPE-H 组 ALP 和 RUNX2 表达显著升高,MMP9 表达下调。
- EPE 通过抑制细胞凋亡缓解骨重建:模型对照组中,Bax、Fas 和 Fasl 基因表达显著上调,Bcl2 表达显著下调;EPE-H 处理 12 周后,Bax、Fas 和 Fasl 表达显著降低,Bcl2 表达显著增加。EPE-L 也可下调 Fasl 基因表达。
- EPE 通过调节 AGE/RAGE 通路缓解骨重建:模型组血清 AGEs 水平显著升高,EPE-L 处理后显著降低。Western blot 检测发现,模型对照组 IL-6、IL-1β、NF-κB 和 RAGE 蛋白表达显著上调,EPE 处理 12 周后,EPE-H 组这些蛋白表达显著降低,EPE-L 组 NF-κB 和 RAGE 表达也降低。
研究结论与讨论部分指出,本研究通过生物信息学、分子生物学和动物实验,证实 EPE 对 DOP 大鼠有积极作用,其机制与调节 AGE-RAGE 信号通路相关。EPE 可改善 DOP 大鼠的体重、血糖、骨微观结构和病理状态,调节骨重建相关蛋白和基因表达,抑制细胞凋亡。不过,该研究也存在不足,如缺乏对 EPE 有效成分的深入研究,以及对 AGE-RAGE 通路和其他通路的抑制验证。未来可进一步观察 EPE 对 DOP 和 AGE-RAGE 通路的影响,明确其在临床应用中的潜力。这项研究为 DOP 的治疗提供了新方向,有望推动相关药物的研发,造福广大患者。