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柑橘黄酮通过抑制Notch信号通路缓解绝经后骨质疏松症的机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月19日 来源:Regenerative Therapy 3.4
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本研究针对绝经后骨质疏松症(PMOP)中破骨细胞过度活化这一关键问题,探索了天然产物柑橘黄酮(Tangeretin, TGN)的治疗潜力。研究人员通过建立RANKL诱导的体外破骨分化模型和卵巢切除(OVX)小鼠模型,发现TGN能显著抑制Notch-1/2/3、Jagged1及下游Hes-1/Hey-1蛋白表达,有效降低TRAP、CTSK等破骨标志物水平,改善骨微结构。该研究为开发靶向Notch通路的抗骨质疏松药物提供了新思路,论文发表于《Regenerative Therapy》。
骨质疏松症正成为困扰全球老龄化社会的重大健康问题,在中国就有约1.6亿患者。这种"静悄悄的流行病"最令人担忧之处在于,它会使骨骼变得像脆饼干一样易碎,而绝经后女性由于雌激素水平骤降,患病风险更是显著升高。问题的核心在于骨骼"拆迁队"(破骨细胞)和"施工队"(成骨细胞)的平衡被打破——当破骨细胞过度活跃时,就会造成骨量"入不敷出"的危局。
面对这一挑战,同济医院的研究团队将目光投向了柑橘类水果中的天然活性成分——柑橘黄酮(Tangeretin, TGN)。这种五甲氧基黄酮此前已被发现具有抗炎、抗氧化等多种功效,但其在骨代谢调控中的角色仍是未解之谜。研究人员通过系统的体外和体内实验,首次揭示TGN能像精准的"分子刹车"一样,有效遏制破骨细胞的疯狂增殖,相关成果发表在《Regenerative Therapy》上。
研究采用四大关键技术:通过RANKL和M-CSF刺激骨髓源性巨噬细胞(BMMs)建立体外破骨分化模型;构建OVX手术诱导的小鼠绝经后骨质疏松模型;采用TRAP染色和Safranin O-Fast Green染色评估骨组织病理变化;运用Western blot和RT-qPCR检测Notch信号通路关键分子及破骨相关标志物表达。
【3.1. TGN对细胞活性的影响】
CCK-8实验显示,20μM及以下浓度的TGN对BMMs无细胞毒性,但40μM会显著降低细胞活力,这为后续实验确定了安全剂量窗口。
【3.2. TGN对体外破骨形成的影响】
在RANKL诱导条件下,TGN呈剂量依赖性抑制V-ATPased2、DC-STAMP等破骨特异性基因的表达,5-20μM处理组这些标志物的mRNA水平较模型组降低30-60%,证实其能阻断破骨细胞分化程序。
【3.3. TGN对Notch信号通路的影响】
Western blot结果显示,TGN可同时下调Notch-1/2/3受体、配体Jagged1及下游效应分子Hes-1/Hey-1的蛋白表达,这种多靶点抑制作用在分子水平解释了其抗破骨机制。
【3.4. TGN对OVX小鼠组织学改变的影响】
H&E染色发现,TGN治疗组小鼠股骨 trabeculae(骨小梁)数量比OVX对照组增加2.1倍,骨密度(BMD)提升38%。更令人振奋的是,Safranin O-Fast Green染色显示TGN还能保护软骨基质,这种"骨-软骨双保护"效应在现有抗骨质疏松药物中较为罕见。
【3.5. TGN对TRAP活性及破骨基因表达的影响】
在体实验进一步证实,TGN可使OVX小鼠血清TRAP活性降低52%,同时DC-STAMP、CTSK等基因表达量恢复至接近假手术组水平,这种系统性的调控作用提示其具有临床转化潜力。
【3.6. TGN对体内Notch信号的影响】
动物组织检测再现了体外实验结果——TGN治疗组Notch通路各关键分子的蛋白表达量仅为OVX对照组的1/3-1/2,这种持续性的通路抑制效果为其长期用药提供了理论依据。
这项研究首次阐明TGN通过"多靶点拦截"Notch信号通路来对抗骨质疏松的创新机制。与常规抗吸收药物不同,TGN不仅能抑制成熟破骨细胞活性(降低TRAP),还能从源头上阻断前体细胞分化(下调NFATc1等转录因子)。特别值得注意的是,其对Notch-1/2/3的全家族抑制作用,避免了单靶点抑制可能引发的代偿性激活,这为开发新一代广谱抗骨质疏松药物提供了重要线索。
尽管仍需进一步评估长期用药安全性,但考虑到TGN源自日常食用的柑橘类水果,具有天然低毒优势,这项研究为开发"药食同源"的骨质疏松预防策略开辟了新途径。在人口老龄化加剧的今天,这种既能"防骨松"又能"护软骨"的天然化合物,或将成为对抗"寂静杀手"的有力武器。
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