Isoorientin通过抑制M1介导的TLR4–MAPK–NF-κB炎症信号通路，减轻衰老引起的骨骼退化

《Biogerontology》：Isoorientin attenuates aging-induced bone deterioration by suppressing M1-mediated TLR4–MAPK–NF-κB inflammatory signaling

　　

摘要

背景：衰老会通过增加破骨细胞活性、降低成骨能力以及加剧炎症来扰乱骨骼重塑过程。Toll样受体4（TLR4）介导的炎症信号通路与骨骼退化有关，但其在年龄相关骨骼衰退中的作用尚未完全明确。异矢车菊素是一种源自植物的黄酮类化合物，具有抗炎作用，但目前尚未在骨骼衰老研究中得到验证。方法：首先利用微计算机断层扫描（μCT）、组织学检查、TRAP染色和免疫荧光技术对C57BL/6 J小鼠的骨骼衰老状况进行评估。接着在衰老的间充质干细胞中，通过碱性磷酸酶活性、矿化检测以及成骨相关基因的表达情况，研究异矢车菊素对成骨过程的影响。此外，还使用LPS刺激的RAW264.7细胞来检测炎症反应及M1/M2型巨噬细胞的极化情况。为研究TLR4/丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）/核因子κB（NF-κB）信号通路的调控机制，用TAK-242或TAK-242与异矢车菊素联合处理RAW264.7细胞。最后，给衰老小鼠单独使用异矢车菊素、TAK-242或两者联合使用，以评估其在体内的信号通路调节作用及对骨骼的保护效果。结果：衰老小鼠的骨小梁密度降低，破骨细胞活性升高，且与破骨细胞相关的标志物水平上升。而异矢车菊素处理可改善骨小梁结构，减少破骨细胞数量，并降低与破骨细胞相关的蛋白质水平。在衰老的间充质干细胞中，异矢车菊素能恢复碱性磷酸酶活性，促进矿物质沉积，并提高成骨相关基因的表达水平。此外，它还能减少促炎细胞因子的产生，抑制M1型巨噬细胞的极化，同时阻断TLR4/MAPK/NF-κB信号通路的激活。异矢车菊素与TAK-242联合使用时，对炎症信号的抑制效果最为显著，且能最明显地改善骨骼微结构。结论：异矢车菊素可通过抑制TLR4介导的炎症反应、减少破骨细胞活性以及恢复受损的成骨功能，从而缓解年龄相关的骨质流失。这些研究结果表明，异矢车菊素有望成为治疗年龄相关性骨质疏松症的有效候选药物。