Metabolomika u kombinaciji sa BMP-2/Smad analizom signalnih puteva razjašnjava meliorativne efekte ukupnih flavonoida Epimedii Folium—nutritivnog suplementa kostiju na postmenopauzalnu osteoporozu
Apr 29, 2026
Abstract
Postmenopauzalna osteoporoza (PMOP) je izazvana nedostatkom estrogena. Nedovoljna količina estrogena dovodi do resorpcije kosti koja premašuje formiranje kosti, što uzrokuje smanjenje koštane mase. Istraživanja su potvrdila da se ukupni ekstrakt flavonoida izEpimedii Folium(TFE) može ublažiti osteoporozu, dok koštani nutrijent koji se sastoji od hondroitin sulfata (CS) u kombinaciji sa glukozamin hidrokloridom (GLcN) ima terapeutske efekte na bolesti povezane s metabolizmom kostiju. Budući da je osteoporoza u osnovi karakterizirana metaboličkim poremećajima, kombinacija ekstrakta TFE sa dodatkom ishrani kostiju (TG) može imati sinergističke višeciljne regulatorne efekte, nudeći na taj način novi pristup prevenciji i kontroli PMOP.
Ova studija je sistematski istraživala ublažavajuće efekte i mehanizme TG na PMOP kroz in vivo i in vitro eksperimente u kombinaciji sa metabolomičnom tehnologijom. In vivo, obostranom ovarijektomijom ustanovljen je model pacova sa ovariektomijom (OVX). Farmakodinamički efekti TG na PMOP verifikovani su na osnovu histopatološkog bojenja kostiju, mineralne gustine kostiju i fizioloških indikatora. Dodatno, metabolomska tehnologija je korištena za kvantifikaciju metabolita u urinu kako bi se istražili potencijalni PMOP biomarkeri regulirani TG i povezanim metaboličkim mrežama. In vitro, MC3T3-E1 ćelije su tretirane sa TFE i TG kako bi se skrinirale sigurne doze. Nakon toga je izvršena osteogena indukcija, a učinci i mehanizmi TG na osteogenu diferencijaciju su proučavani putem bojenja alkalnom fosfatazom (ALP), bojenjem Alizarin Red S (ARS) i Western blot analizom.
Farmakodinamički rezultati su pokazali da TG smanjuje stvaranje osteoklasta i značajno obnavlja mineralnu gustinu kostiju i nivoe fizioloških indikatora. Rezultati metabolomike su pokazali da je TG ublažio gubitak koštane mase uglavnom intervenirajući u više metaboličkih puteva, uključujući metabolizam nikotinata i nikotinamida, metabolizam histidina, metabolizam pirimidina, metabolizam triptofana, metabolizam alanina/aspartata/glutamata, metabolizam purina, metabolizam vitamina B6 i druge. In vitro eksperimenti su potvrdili da TG promovira proliferaciju osteoblasta i osteogenu diferencijaciju putem signalnog puta koštanog morfogenetskog proteina-2 (BMP-2)/Sma- i Mad-related proteina (Smad). Ukratko, TG može efikasno poboljšati PMOP kroz višeciljani sinergistički efekat. Ova studija pruža eksperimentalnu osnovu i teorijsku podršku za kliničku primjenu TG.
Ključne riječi:ukupni flavonoidi odEpimedii Folium; dodatak prehrani za kosti; postmenopauzalna osteoporoza; metabolomika; BMP-2/Smad signalni put
Novi nutritivni dodatak za kosti od biljke Cistanche
1. Uvod
Osteoporoza (OP) je sistemska metabolička bolest kostiju koju karakterizira smanjena koštana masa i mineralna gustoća kostiju (BMD), destrukcija mikroarhitekture kostiju i povećana krhkost kostiju. Postmenopauzalna osteoporoza (PMOP) je najčešći tip i povezana je sa smanjenim lučenjem estrogena. Smanjenje estrogena uzrokuje da resorpcija kosti premašuje formiranje kosti, što rezultira poremećenom homeostazom kosti [1].
Kineska studija prevalencije osteoporoze koja je uključivala 20.416 učesnika otkrila je da je među ljudima starijim od 40 godina prevalencija OP bila 5,0% kod muškaraca i 20,6% kod žena [2]. Procjena prevalencije OP među odraslim osobama u SAD-u starijim od 50 godina ili jednakim otkrila je stope prevalencije od 16% kod muškaraca i 29,9% kod žena [3], što ukazuje na veću prevalenciju kod žena. Klinički, lijekovi koji se koriste za liječenje PMOP uglavnom uključuju analoge paratiroidnog hormona, bisfosfonate, estrogen, kalcitonin i RANKL inhibitore; međutim, ovi lijekovi mogu uzrokovati štetne efekte kao što su palpitacije, osteonekroza vilice i kardiovaskularne bolesti, što ih čini neprikladnim za dugotrajnu primjenu [4]. Zbog značajnog tereta nuspojava konvencionalnih lijekova, identifikacija opcija tradicionalne kineske medicine (TCM) s manje nuspojava i prikladnosti za dugotrajno liječenje postalo je hitno. TCM se dugo koristio za poboljšanje OP-a i dobio je široku pažnju na domaćem i međunarodnom planu. Istraživanja potvrđuju da više kineskih biljaka kao nprEpimedii FoliumiRhizoma Drynariaeimaju značajne efekte u poboljšanju OP [5].
Ukupni flavonoidi odEpimedii Folium(TFE) su glavne aktivne komponente, uključujući ikarin, epimedin A i epimedin B. Anti-osteoporotski efektiEpimedii Foliumsu prijavljeni u mnogim studijama; na primjer, icariin pojačava osteogenu diferencijaciju mezenhimalnih matičnih stanica koštane srži (BMSC) [6]. Ekstrakt TFE također može poboljšati gubitak koštane mase povećanjem smeđeg masnog tkiva i smanjenjem bijelog masnog tkiva u koštanoj srži [7].
Dodatak prehrani kostiju napravljen od Cistanchea
Hondroitin sulfat (CS) je sulfatirani glikozaminoglikan i linearni polisaharid koji se sastoji od ponavljajućih disaharidnih jedinica koje sadrže uronsku kiselinu i N-acetilheksosamin [8]. Glukozamin hidrohlorid (GLcN) je amino monosaharid sintetizovan iz glukoze u ljudskim tkivima; uglavnom je prisutan u hrskavici i sinovijalnom vezivnom tkivu i važna je komponenta zglobne hrskavice i ekstracelularnog matriksa. Oba se obično koriste kao dodaci prehrani. ZHENG HX et al. [9] su objavili da CS može smanjiti upalne citokine u serumu i inhibirati oksidativni stres; također može smanjiti ekspresiju osteoklasta regulacijom OPG/RANKL, sugerirajući protuupalno i antioksidativno djelovanje i inhibiciju diferencijacije osteoklasta. U Sjedinjenim Državama, CS se često kombinuje sa GLcN u dodacima prehrani i uglavnom se koristi za smanjenje gubitka komponenti matriksa kod osteoartritisa [10]. Štaviše, budući da CS može inducirati ćelijsku diferencijaciju, koristi se u hondrogenezi i osteogenim konstruktima [11-12].
Više studija sugerira da ekstrakt TFE, CS i GLcN imaju određene terapeutske efekte kod bolesti povezanih s metabolizmom kostiju. Međutim, ostaje nejasno da li kombinovani TFE ekstrakt – dodatak nutrijentima za kosti (TG) proizvodi sinergijske prednosti u poboljšanju OP i njegovi mehanizmi.
Dodatak prehrani kostiju napravljen od Cistanchea
Služba podrške Wecistanche-Za više detalja o saradnji
Email:wallence.suen@wecistanche.com
2. Materijali i metode
2.1 Životinje
Četrdeset 8-nedjeljnih ženki Sprague-Dawley pacova (180-220 g) kupljeno je od Changchun Yisi Experimental Animal Co., Ltd. (licenca za životinje br. SCXK (Ji)-2020-0001). Životinje su smeštene u SPF laboratoriju na 23±223 \\pm 223±2 stepena i 50% vlažnosti, sa slobodnim pristupom hrani i vodi, pod ciklusom od 12 h svetlosti/12 h tame. Eksperimenti na životinjama su pregledani i odobreni od strane Eksperimentalnog odbora za dobrobit životinja i etiku Poljoprivrednog univerziteta Jilin (Prihvat br.. 20240717001).
2.2 Lijekovi i reagensi
Korean Epimedii Foliumsirovo bilje je kupljeno od Tonghua County Senyu Chinese Medicinal Materials Co., Ltd. (provincija Jilin). Icariin (serija br. T11A11B111118) je kupljena od Shanghai Yuanye Bio-Technology Co., Ltd. GLcN (serija br. M-AT-1904020) je kupljena od Zhejiang Jinke Pharmaceutical Co., Ltd. CS (serija br. HS0042) je kupila od Heejiang Jinke. Biopharmaceutical Co., Ltd. Dodatni reagensi su uključivali penicilin natrijum za injekcije, tablete estradiol valerata, tribromoetanol, ELISA komplete za PINP i CTX-I, komplete za analizu hidroksiprolina, fosfora i kalcija, komplet za bojenje ALP, -MEM, pecintillinps medij, medij za blokadu, TBST, pufer za brzi prijenos, pufer za elektroforezu, PVDF membrane, HRP kozji anti-zečji IgG, anti-GAPDH antitijelo, prethodno obojeni proteinski marker, RIPA pufer za lizu, ECL komplet, komplet za pripremu gela PAGE, pufer za punjenje proteina, CCK-8 komplet, fetalni goveđi serum, fetalni goveđi serum, aligfabicerinska kiselina, kao natrijum, deksametazon, PBS i primarna antitijela za RUNX2, BMP-2, Smad1, ALP, OSX i p-Smad1/5.(Svi brojevi serije i dobavljači su navedeni u originalnom tekstu.)
2.3 Instrumenti
Korišteni su čitač mikroploča (ThermoFisher, SAD), invertirani mikroskop (Motic Group), biološki sigurnosni ormar (ThermoFisher, SAD), CO2_22 inkubator (ThermoFisher, SAD) i digitalna dvokanalna grijaća metalna kupka (Changchun Kelebo Biotechnology Co., Ltd.).
2.4 Ekstrakcija TFE
TFE je ekstrahovan metodom koju navode Zhang Dongxue et al. [13]. Dobijeni liofilizirani prah je mjeren UV-Vis spektrofotometrijom na 270 nm. Koristeći ikariin kao standard, utvrđeno je da ukupni sadržaj flavonoida u ekstraktu TFE iznosi 79,0%.
2.5 Dizajn eksperimenta na životinjama
Pacovi su randomizirani u pet grupa: normalni (lažni), model (OVX), estradiol valerat (EV), ekstrakt TFE (T) i TG. Lažna grupa je podvrgnuta uklanjanju samo male količine trbušne masti i mekog tkiva; sve ostale grupe su podvrgnute bilateralnoj ovariektomiji. Lijekovi su pripremljeni kao suspenzije u 0,5% natrijum karboksimetil celulozi i davani oralnom sondom. Lažne i OVX grupe su primale fiziološku otopinu putem sonde. T grupa je primala TFE u dozi od 490 mg·kg-1^{-1}-1. EV grupa je primila 0,1 mg·kg−1^{-1}−1. TG grupa je primala CS 124 mg·kg−1^{-1}−1, GLcN 155 mg·kg−1^{-1}−1 i TFE 490 mg·kg−1^{-1}−1. Doze su pretvorene iz preporučenih doza za ljude. Volumen sonde je bio 2 mL·kg−1^{-1}−1·d−1^{-1}−1 tokom 8 uzastopnih sedmica. Uspješno modeliranje je potvrđeno kada su nivoi serumskog estradiola (E2) u OVX grupi bili značajno niži od onih u lažnoj grupi. Budući da je samo CS+GLcN pokazao samo blagi trend poboljšanja BMD-a pacova, nije uspostavljena posebna grupa koja sadrži samo nutrijente za kosti.
U sedmicama 3, 6 i 8, pacovi su smješteni u metaboličke kaveze sa slobodnom vodom i 12 h gladovanja, a uzorci urina su sakupljeni 24 h. Urin je centrifugiran na 4 stepena, 3,500 r·min−1^{-1}−1 tokom 10 min; supernatanti su čuvani na -80 stepeni. Krajem 8. sedmice, životinje su eutanazirane i krv je sakupljena, centrifugirana na 4 stepena, 4000 r·min−1^{-1}−1 15 minuta da bi se dobio serum, a zatim pohranjena na -80 stepeni.
2.6 Mjerenje fizioloških indikatora
U sedmici 8 prikupljeni su urin i krv iz abdominalne aorte. ELISA setovi su korišteni za mjerenje markera formiranja kosti u serumu PINP i markera koštane resorpcije CTX-I. Hidroksiprolin u serumu i urinu (Hyp) mjereni su alkalnom hidrolizom. Kalcij u urinu (U-Ca) mjeren je metodom MTB mikroploče, a fosfor u urinu (UP) fosfomolibdatnom metodom.
2.7 Mineralna gustina kostiju i mikro-CT
Nakon 8 sedmica, lijevi bedreni kosti su sakupljeni, očišćeni i skenirani mikro-CT-om. Trabekularni parametri su kvantitativno analizirani, uključujući trabekularnu separaciju (Tb.Sp), debljinu trabekule (Tb.Th), trabekularni broj (Tb.N), frakciju volumena kosti (BV/TV) i indeks modela strukture (SMI).
2.8 Histopatologija kostiju
Desne butne kosti su fiksirane u 4% paraformaldehida, dekalcificirane, uklopljene u parafin, izrezane i obojene HE i TRAP-om. TRAP-pozitivni osteoklasti su izgledali tamnocrveni.
2.9 Metabolomska analiza
Urin (100 μL) je razrijeđen 10 puta destilovanom vodom, vorteksiran 30 s, centrifugiran na 4 stepena, 15.000 r·min−1^{-1}−1 10 minuta, a supernatant je korišten za analizu. Jednake količine (100 μL) urina od svakog pacova prikupljene su za pripremu uzoraka kontrole kvaliteta (QC).
Kromatografija je izvedena pomoću ACQUITY UPLC CSH C18 kolone (2,1 mm × 150 mm, 1,7 μm) na 40 stepeni. Mobilna faza A je bila acetonitril (0,1% mravlje kiseline), a mobilna faza B je bila voda (0,1% mravlje kiseline). Brzina protoka je bila 0,20 mL·min−1^{-1}−1, zapremina injekcije 5 μL. Gradijent: 0–4 min, 95% B; 4–5 min, 95%–65% B; 5–13 min, 65%–25% B; 13–14 min, 25%–0% B; 14–18 min, 0%–95% B.
Masena spektrometrija je izvedena pomoću instrumenta Q Exactive Plus u modovima pozitivnih i negativnih jona sa naponom raspršivanja ±3,2 kV, gasom omotača 2,0–8,0 psi, temperaturom kapilara 350 stepeni i opsegom skeniranja m/z 100–1000.
2.10 Multivarijantna statistika i obrada podataka
Sirovi LC-MS podaci su prethodno obrađeni i normalizovani pomoću softvera Compound Discoverer. PCA bez nadzora je korišten za procjenu grupiranja i grupnih razlika. Nadzirani OPLS-DA je korišten za dobivanje VIP vrijednosti. T-test je primijenjen na normalizirane podatke. Metaboliti sa VIP > 1 i P < 0,05 smatrani su potencijalnim biomarkerima i dalje identifikovani.
2.11 Identifikacija biomarkera i analiza puta
Tačno vrijeme retencije (Rt), m/z i molekulska težina dobijeni su iz TIC hromatograma. Formule kandidata i elementarni sastav su predviđeni korištenjem Compound Discoverer online baza podataka (HMDB, KEGG). Obogaćivanje putanje obavljeno je pomoću MetaboAnalyst-a.
2.12 Osteoblastna kultura i diferencijacija
MC3T3-E1 mišji kalvarijalni osteoblasti uzgajani su u CO2_22 inkubatoru na 37 stepeni. Kada se 80% – 90% konfluentno, ćelije su postavljene na ploču za osteogenu indukciju. Osteogena kompletna podloga se sastojala od -MEM sa dodatkom 10 mmol·L−1^{-1}−1 -glicerofosfata, 50 μmol·L−1^{-1}−1 askorbinske kiseline i 100 nmol·L−1^{-1}−1 deksametazona.
2.13. Ispitivanje citotoksičnosti
Vijabilnost ćelije je procijenio CCK-8. Ćelije MC3T3-E1 (5 × 103^33 ćelija/jažici) su zasijane u ploče sa 96 jažica i inkubirane preko noći. Ćelije su zatim tretirane sa TFE (2–12 ug·mL−1^{-1}−1), CS (50–250 ug·mL−1^{-1}−1) ili GLcN (0,2–1,0 mmol·L−1^{-1}−1) tokom 24 h. Apsorpcija na 450 nm je izmjerena da bi se izračunala održivost. Na osnovu rezultata odabrane su optimalne doze i kombinovane za testiranje TG u odnosu na kontrolu.
2.14 ALP bojenje
Ćelije MC3T3-E1 (1 × 104^44 ćelije/jažici) su zasijane u ploče sa 12 jažica i podijeljene u slijepe (bez indukcije), kontrolne (osteogena indukcija), T (osteogena indukcija + TFE) i TG (osteogena indukcija + TG). Mediji su se mijenjali svaki drugi dan. Nakon 7 dana, ALP bojenje je obavljeno prema uputama za komplet.
2.15 ARS bojenje
Koristeći isto grupiranje i tretman kao ALP bojenje, ćelije su inducirane 14 dana. Ćelije su fiksirane sa 4% paraformaldehida, obojene sa 0,1% Alizarin Red (pH 7,2) tokom 30 minuta, isprane i posmatrane pod mikroskopom.
2.16 Western blot
Da bi se ispitalo da li TG utječe na osteogenu diferencijaciju putem BMP-2/Smad signalizacije, MC3T3-E1 ćelije (5 × 105^55 ćelija/jažici) su zasijane u ploče sa 6 jažica sa istim grupiranjem kao gore. Ćelije su lizirane sa RIPA plus inhibitorima proteaze i fosfataze. Nakon kvantifikacije BCA, proteini su denaturirani, razdvojeni sa 10% SDS-PAGE, prebačeni u PVDF, blokirani, inkubirani sa primarnim antitijelima (GAPDH, p-Smad1/5, Smad1, BMP-2, RUNX2, OSX, ALP), praćeno HRP sekundarnim antitijelom, imidžingom, ECL razvojem imidža.
2.17 Statistička analiza
Podaci su izraženi kao srednja vrijednost ± SD. SPSS je korišten za statističku analizu. Nakon testiranja normalnosti, izvršena je jednosmjerna ANOVA. Razlike su smatrane statistički značajnim pri P < 0,05.
Dodatak prehrani kostiju napravljen od Cistanchea
3. Rezultati
3.1 Biohemijski pokazatelji u serumu
Kao što je prikazano u tabeli 1, u poređenju sa lažnom grupom, nivoi E2 u OVX grupi su značajno smanjeni, što ukazuje na uspešno uspostavljanje modela. Serumski PINP u OVX grupi se značajno smanjio, što ukazuje na smanjenu formaciju kosti u PMOP. U poređenju sa OVX, PINP u T i TG grupama se značajno povećao, što ukazuje da su i T i TG povećali markere formiranja kosti, uz bolji oporavak u TG. U poređenju sa lažnim, CTX-I u OVX se značajno povećao, što ukazuje na povećanu resorpciju kosti nakon ovariektomije. U poređenju sa OVX, CTX-I u T i TG je značajno smanjen, uz izraženije smanjenje TG. Serumski hidroksiprolin (S-Hyp) je značajno povećan u OVX u odnosu na lažni, što ukazuje na povećanu degradaciju kolagena; u poređenju sa OVX, S-Hyp je smanjio T i TG, uz značajno smanjenje TG, što ukazuje na bolju inhibiciju degradacije kolagena.
3.2 Biohemijski pokazatelji urina
U poređenju sa lažnim, UP je značajno povećan u OVX; u poređenju sa OVX, UP se znatno smanjio u TG. U-Ca značajno povećan u OVX u odnosu na lažni; u poređenju sa OVX, U-Ca se značajno smanjio u TG i TG, uz veće smanjenje TG. Urin Hyp (U-Hyp) značajno povećan u OVX u odnosu na lažno; u poređenju sa OVX, U-Hyp se značajno smanjio u svakoj tretiranoj grupi, sa većim smanjenjem TG nego u T (Tabela 2).
3.3 Histopatologija kostiju
HE bojenje je pokazalo da je trabekularni kontinuitet dobar u lažnoj, s manje adipocita u šupljini srži. U poređenju sa lažnim, OVX je pokazao lošiji trabekularni kontinuitet i značajno povećan broj adipocita. U poređenju sa OVX, oporavljen trabekularni kontinuitet u T i TG i smanjen je broj adipocita; TG je pokazao očigledniji oporavak (slika 1A). TRAP bojenje je pokazalo da je broj osteoklasta značajno povećan u OVX u odnosu na lažno; u poređenju sa OVX, osteoklasti su smanjili T i TG, uz značajno smanjenje TG (Slika 1B).
3.4 Mineralna gustina kostiju i mikro-CT parametri
Mikro-CT je pokazao značajno smanjenu koštanu masu kod OVX u poređenju sa lažnim. U poređenju sa OVX, oporavak koštane mase kod TG je bio značajniji nego kod T, sa jasnim povećanjem trabekularne gustine (Slika 1C). Kvantitativna analiza je pokazala da su BV/TV, Tb.Th i Tb.N značajno smanjeni u OVX u odnosu na lažno. U poređenju sa OVX, ovi indeksi su značajno povećani nakon TG (bolji od T). Tb.Sp i SMI su značajno povećani u OVX u odnosu na lažni; u poređenju sa OVX, TG je značajno smanjio ove indekse od T (Tabela 3).
3.5 PCA
Pod pozitivnim i negativnim ionskim modusom, PCA profila metabolita u urinu u sedmicama 3, 6 i 8 pokazao je jasno razdvajanje između lažnih, OVX i TG grupa, što ukazuje na različite metaboličke profile prije/poslije modeliranja i prije/poslije tretmana TG (pogledajte dodatni materijal naveden u kontekstu originalne publikacije).
3.6 Skrining potencijalnih biomarkera
OPLS-DA je pokazao izraženije razdvajanje grupa tokom sedmica u oba jonska moda. Vulkanski dijagrami i testovi 200 permutacija podržali su pouzdanost modela (R2Y i Q2 blizu 1; Q2 presretanje < 0), sugerirajući da nema prekomjernog prilagođavanja.
3.7 Identifikacija biomarkera i analiza puta
Koristeći VIP > 1 i P < 0,05, testirani su potencijalni biomarkeri. Na osnovu m/z, MS/MS, Rt i molekularne težine, i na osnovu HMDB/KEGG, identifikovano je 46 potencijalnih biomarkera. Indikovani putevi KEGG obogaćivanja uglavnom su uključivali metabolizam nikotinata i nikotinamida, metabolizam histidina, metabolizam pirimidina, metabolizam triptofana, metabolizam D-amino kiselina, metabolizam alanina/aspartata/glutamata, metabolizam purina i metabolizam vitamina B6 (slika 2). Hijerarhijsko grupisanje pokazalo je dinamičke promjene u sedmicama 3, 6 i 8 nakon intervencije TG (pogledajte dodatni materijal naveden u kontekstu originalne publikacije).
3.8 Ispitivanje citotoksičnosti
Nakon 24 h tretmana, 6 ug·mL−1^{-1}−1 TFE je povećalo vitalnost ćelija; veće doze inhibiraju vitalnost. GLcN na 0,4 mmol·L−1^{-1}-1 značajno povećava vitalnost. CS pri 150 ug·mL−1^{-1}-1 povećao je održivost (Tabela 4). Tako je odabrano 6 ug·mL−1^{-1}−1 TFE, 0,4 mmol·L−1^{-1}−1 GLcN i 150 ug·mL−1^{-1}−1 CS. Kombinovano doziranje je pokazalo kontrolnu održivost od 1,00 ± 0,11 i vijabilnost TG od 1,22 ± 0,03, što ukazuje da je odabrana doza TG bila sigurna i necitotoksična.
3.9 Učinci na osteogenu diferencijaciju i ekspresiju proteina
ALP je rani marker osteogene diferencijacije. Pod osteogenom indukcijom, TG je pokazao tamnije ALP bojenje od T, što ukazuje na bolju promociju ekspresije ALP (Slika 3A). ARS bojenje je pokazalo da i T i TG promovišu formiranje mineraliziranih nodula u poređenju sa kontrolom, sa izraženijim efektom u TG (Slika 3B). Western blot je pokazao povećanu ekspresiju osteogenih markera pod indukcijom. U poređenju sa slijepim uzorkom, kontrola je pokazala uspješnu osteogenu diferencijaciju. Nakon tretmana, TG je jače povećao ekspresiju proteina BMP-2, p-Smad1/5, RUNX2, OSX i ALP (Slika 3C; Tabela 5).
4. Diskusija
Postmenopauzalno zatajenje jajnika smanjuje nivoe estrogena i remeti metabolizam kostiju, pojačavajući diferencijaciju osteoklasta dok smanjuje diferencijaciju osteoblasta, što na kraju uzrokuje gubitak koštane mase [14-15]. Na osnovu prethodnog istraživanja [13], pretpostavljeno je da kombinacija TFE sa dodatkom ishrani za kosti može imati sinergističke efekte u poboljšanju PMOP. Stoga je ova studija koristila OVX model štakora i model diferencijacije osteoblasta za procjenu efikasnosti i mehanizma TG.
PINP (formiranje kosti) i CTX-I (resorpcija kosti) poboljšani su i T i TG, pri čemu je TG pokazao značajnije efekte. Hidroksiprolin (Hyp), glavna komponenta kolagena, povećava se u serumu i urinu u OP [16–17]. U ovoj studiji, OVX je povećao i serum i urin Hyp; tretman je smanjio ove nivoe, a TG ih je smanjio značajnije od T. Povećana resorpcija kosti u OVX takođe povećava gubitak kalcijuma i fosfora, povećavajući kalcijum i fosfor u urinu, u skladu sa DESAI S et al. [18]. Tretman je smanjio U-Ca i UP, uz veće smanjenje TG. Nedostatak estrogena mijenja trabekularnu strukturu, inhibira osteogenezu BMSC, potiče adipogenezu i povećava aktivnost osteoklasta [19]. TG je poboljšao trabekularnu povezanost, smanjio adipocite u srži i smanjio broj osteoklasta efikasnije od T. Micro-CT je potvrdio da TG povećava BMD i poboljša trabekularnu mikroarhitekturu (BV/TV, Tb.Th, Tb.N) dok smanjuje Tb.Sp i SMI.
Budući da je OP metabolička bolest, metabolomika je korištena za istraživanje metaboličkih mreža reguliranih TG. Regulisani putevi TG uglavnom uključuju metabolizam aminokiselina, nukleotida i vitamina. Triptofan je povezan sa BMD i smanjeni nivoi mogu označiti OP [20]. U ovoj studiji, triptofan je bio smanjen u OVX i značajno obnovljen nakon 8 sedmica liječenja TG, što sugerira da TG može ublažiti gubitak koštane mase modulacijom metabolizma triptofana. Kreatinin, povezan sa metabolizmom arginina/kreatina, povezan je sa OP [21–22]. Ovdje je kreatinin bio najviši u OVX u 8. sedmici i TG ga je značajno smanjio, što sugerira da regulacija metabolizma arginina može doprinijeti poboljšanju PMOP-a. Metabolizam glutationa učestvuje u PMOP-u [23]. L-glutamat se može proizvesti metabolizmom glutationa (GSH). GSH ima antioksidativne funkcije i podržava remodeliranje kosti [24]. U PMOP-u, oksidativni stres se povećava, antioksidativni kapacitet se smanjuje, a aktivnost osteoklasta premašuje aktivnost osteoblasta, ometajući formiranje kosti [15]. U ovoj studiji, L-glutamat je bio viši u OVX u sedmici 8, a TG je smanjio L-glutamat, što sugerira da TG može smanjiti konverziju GSH u L-glutamat i na taj način podržati nivoe GSH i suprotstaviti se metaboličkim abnormalnostima povezanim s nedostatkom estrogena.
Poremećaji metabolizma purina u OP mogu dovesti do akumulacije mokraćne kiseline [25–27]. Metabolomika je pokazala da TG smanjuje nivoe mokraćne kiseline u sedmicama 3, 6 i 8 u poređenju sa OVX, što ukazuje na supresiju sinteze purina i akumulaciju mokraćne kiseline. LIU DF et al. [28] izvijestili su da intervencije mogu povećati adenozin za ublažavanje poremećaja metabolizma purina. U ovoj studiji, TG je značajno povećao adenozin nakon 8 sedmica, što ukazuje na doprinos osteogenoj diferencijaciji i oporavku kosti.
Vitamini (D, B kompleks, K) igraju važnu ulogu u metabolizmu kostiju [29–31]. Niacin i nikotinamid su oblici vitamina B3 [32]. Niacin doprinosi sintezi NAD/NADP koenzima, s protuupalnim i antioksidativnim efektima [33]. Nikotinamid također može promovirati proizvodnju NAD; NAD podržava mitohondrijalnu funkciju, smanjuje oštećenje ROS-a i pomaže u održavanju homeostaze kostiju. Kod OP, smanjeni NAD može ometati osteogenu diferencijaciju i mineralizaciju [34]. U ovoj studiji, niacin i nikotinamid su bili viši u OVX u sedmicama 3, 6 i 8 (najviše u sedmici 8). Autori su zaključili da sinteza NAD može biti poremećena u bolesti, što dovodi do akumulacije niacina/nikotinamida i niskog NAD, dok je TG snizio nivoe niacina/nikotinamida, što možda odražava potrošnju za sintezu NAD. Piridoksamin (PM) je dio vitamina B6 [35]. Vitamin B6 podržava hondrogenu diferencijaciju [36], a nedostatak B6 može oslabiti umrežavanje kolagena i snagu kostiju [37]. Metabolizam vitamina B6 je povezan sa napredovanjem PMOP-a [38]. U ovoj studiji, PM je bio niži u OVX u 8. sedmici, dok je TG povećao PM, što ukazuje na moguću ulogu u podržavanju kolagena i snage kostiju.
Tokom remodeliranja kostiju, osteoblasti posreduju u formiranju kosti. ALP i ARS bojenje odražavaju ranu osteogenezu i kasnu mineralizaciju, respektivno, i tipično se povećavaju pod osteogenom indukcijom [39–40]. Ovdje je TG pojačao ALP aktivnost i mineralizirao nodule efikasnije nego sam TFE. BMP su članovi TGF-superfamilije i igraju ključnu ulogu u osteogenoj diferencijaciji. BMP-2 vezuje receptore, aktivira Smad1/5/8 (sa Smad4) i promoviše faktore transkripcije kao što su RUNX2 i nizvodno OSX, na kraju promovišući osteogenu sintezu proteina, taloženje ekstracelularnog matriksa i mineralizaciju [41]. Prethodna istraživanja su objavila da TFE promovira osteogenezu BMSC putem BMP-2/RUNX2/OSX puta [42]. Ova studija se fokusirala na signalizaciju BMP-2/Smad i otkrila je da TG značajno povećava ekspresiju BMP-2, p-Smad1/5, RUNX2, OSX i ALP u poređenju sa samim TFE, podržavajući jači pro-osteogeni efekat posredovan putem BMP-2/Smada.
Ukratko, in vivo i in vitro rezultati pokazuju da TG efikasno poboljšava metaboličke abnormalnosti kostiju izazvane OVX. Mehanizmi mogu uključivati regulaciju metabolizma aminokiselina, nukleotida i vitamina i aktivaciju BMP-2/Smad signalizacije za promoviranje osteogeneze. Ova studija pruža teoretsku podršku za TG u prevenciji i liječenju PMOP-a.
5. Perspektiva industrije: Trendovi botaničkih sastojaka za zdravlje kostiju u postmenopauzi - od istraživanja orijentisanog na mehanizme do standardizovane proizvodnje
SEO fokus: biljni ekstrakt za postmenopauzalnu osteoporozu, botanički sastojci za zdravlje kostiju, osteogeneza BMP-2/Smad put, Ekstrakt flavonoida Epimedium (icariin)., razvoj botaničkih proizvoda vođen metabolomijom.
5.1 Zašto je sadržaj vođen mehanizmom "Ekstrakt bilja za postmenopauzalnu osteoporozu" važan u B2B
Za izradu brendova, uvoznika i formulatorazdravlje ženaizdravlje kostijuportfelja, tržište sve više nagrađuje botaničke koncepte koji se mogu objasniti ujasna naučna logika-na primjer:
višestruka metabolička modulacija (podržana metabolomika), i
signalni putevi povezani sa osteogenezom, kao što suBMP-2/Smad.
Studije poput ove prevedene iznad su vrijedne jer povezujusastav (TFE + CS/GLcN) → fenotipski ishodi (BMD, smanjenje osteoklasta, mikro-CT indeksi) → molekularni/biohemijski dokazi (BMP-2/Smad, PINP/CTX-I) → metaboličke mreže (putevi vitamina B, metabolizam aminokiselina i purina).
5.2 Izvor botaničkih sastojaka: standardizacija, sljedivost i skalabilno izdvajanje pravi su diferencijatori
U B2B opskrbi, "herb" nije jedna specifikacija - to je lanac nabavke. Za kompanije koje proizvode gotove proizvode, ključna pitanja su:
Može li sastojak bitistandardizovan(npr. jedinjenja markera, otisci prstiju)?
Da li su tamosistema kvalitetaikontrole proizvodnjeda podrži dugoročno snabdevanje?
Može li dobavljač obezbijeditipaketi dokumentacijeza regulatorne revizije i revizije kupaca?
5.3 Gdje se Cistanche uklapa (trend + proizvodna sposobnost, a ne zamjenska tvrdnja)
Pored utvrđenih botaničkih preparata za zdravlje kostiju (npr.Epimediumflavonoidi),Cistancheje privukao pažnju u širem TCM-u i funkcionalnom botaničkom prostoru zbog svoje duge istorije upotrebe u formulama tonika i sve veće sklonosti industrije premaekstrakti jedne biljkeistandardizovane aktivne supstancekoji se mogu integrirati u moderne formate dodataka.
Za kupce koji ocjenjuju botaničke partnere, profil dobavljača orijentiran na proizvodnju postaje važan - pokriva:
vertikalno integrisani izvor,
kapacitet ekstrakcije i prerade,
i transparentnost pozadine kompanije.
O našim proizvodnim mogućnostima (referentni izvor):profil kompanije i fabrička pozadina mogu se pregledati na zvaničnoj stranici "O nama" na sajtu dobavljača. ([xjcistanche.com])
Napomena o usklađenosti za B2B blogove:Ako pozicioniranje vašeg proizvoda cilja na "postmenopauzalnu osteoporozu", pobrinite se da vaš govor okrenut prema van ostanestruktura/funkcijailinutritivna podrška– orijentisani (ovisno o vašem tržištu) i izbjegavajte tvrdnje o liječenju bolesti osim ako to nije podržano i dozvoljeno lokalnim propisima.
Saznajte više (stranice sa referencama dobavljača):
Pregled kompanije / fabrika: ([xjcistanche.com])
Povezani centar botaničkog sadržaja (TCM recepti i priča o sastojcima):(vaš navedeni referentni link može se umetnuti kada potvrdite da je krajnji URL put ispravan)
Reference
[1] LI J, CHEN X, LU LY, et al. Odnos između masnog tkiva koštane srži i metabolizma kostiju u postmenopauzalnoj osteoporozi.Citokinski faktor rasta Rev, 2020, 52: 88.
[2] WANG LH, YU W, YIN XJ, et al. Prevalencija osteoporoze i fraktura u Kini: Kineska studija prevalencije osteoporoze.JAMA Netw Open, 2021, 4(8): e2121106.
[3] WRIGHT NC, SAAG KG, DAWSON-HUGHES B, et al. Utjecaj novih dijagnostičkih kriterija National Bone Health Alliance (NBHA) na prevalenciju osteoporoze u SAD-u.Osteoporos Int, 2017, 28(4): 1225.
[4] LIANG B, BURLEY G, LIN S, et al. Patogeneza i liječenje osteoporoze: postojeći i novi putevi.Cell Mol Biol Lett, 2022, 27(1): 72.
[5] LEI SS, HUANG XW, LI LZ, et al. Istražujući mehanizamEpimedii Folium–Rhizoma drynariaebiljni par promovirao je zacjeljivanje koštanih defekata kroz mrežnu farmakologiju i eksperimentalne studije.J Ethnopharmacol, 2024, 319(3): 117329.
[6] LIU W, XIANG SY, WU YC, et al. Ikariin promovira osteogenu diferencijaciju BMSCs putem mTOR/autofagijskog puta kako bi se poboljšala osteoporoza povezana s ketogenom dijetom.J Orthop Surg Res, 2024, 19(1): 127.
[7] CHEN L, MA R, LUO P, et al. Efekti ukupnih flavonoida epimedijuma na masno tkivo koštane srži kod štakora sa ovarijektomijom.Prednji endokrinol (Lozana), 2022, 13: 900816.
[8] LIU TS, YU H, WANG S, et al. Hondroitin sulfat ublažava osteoporozu uzrokovanu nedostatkom kalcija regulacijom metabolizma lipida.Nutr Metab (Lond), 2023, 20(1): 6.
[9] ZHENG HX, CHEN DJ, ZU YX, et al. Hondroitin sulfat sprečava STZ induciranu dijabetičku osteoporozu kroz smanjenje glukoze u krvi, antioksidativni stres, anti-inflamaciju i regulaciju ekspresije OPG/RANKL.Int J Mol Sci, 2020, 21(15): 5303.
[10] STELLAVATO A, RESTAINO OF, VASSALLO V, et al. Hondroitin sulfat u dodacima prehrani u SAD u usporedbi s farmaceutskim proizvodima: analitički otisak prsta i potencijalni protuupalni učinak na humane osteoartritične hondrocite i sinoviocite.Farmaceutika, 2021, 13(5): 737.
[11] SODHI H, PANITCH A. Glikozaminoglikani u tkivnom inženjerstvu: pregled.Biomolekule, 2020, 11(1): 29.
[12] QI SS, SHAO ML, SUN Z, et al. Hondroitin sulfat ublažava dijabetičku osteoporozu i popravlja mikrostrukturu kostiju kroz antioksidaciju, anti-inflamaciju i regulaciju metabolizma kostiju.Prednji endokrinol (Lozana), 2021, 12: 759843.
[13] 张冬雪,曲帅,王明月,等．淫羊藿总黄酮联合骨营养剂抗骨质疏松作用探讨．中国骨质疏松杂志, 2023, 29(12): 1797.
[14] LI S, LIANG P, CHEN J, et al. Dendrobin potiče formiranje kosti preko kanonskog Wnt/-catenin signalnog puta i sprječava postmenopauzalnu osteoporozu.Front Pharmacol, 2025, 16: 1616070.
[15] ZHAO HY, YU F, WU W. Nove perspektive postmenopauzalne osteoporoze: mehanizmi i potencijalne terapijske strategije sirtuina i oksidativnog stresa.Antioksidansi (Bazel), 2025, 14(5): 605.
[16] RAI AD, SHERPA ML, SINGH A, et al. Analiza koštane alkalne fosfataze i hidroksiprolina u urinu kod žena u pre i postmenopauzi u državi Sikkim i njena korelacija sa mineralnom gustinom kostiju.J Zdravlje srednjih godina, 2021, 12(4): 304.
[17] 叶丽娟．恒古骨伤愈合剂治疗骨质疏松症的药效学研究．昆明:云南中医药大学,2024．
[18] DESAI S, BABARIA P, NAKARANI M, et al. Antiosteoporotski efekatHemidesmus indicusLinn. na štakorima sa jajnicima.J Ethnopharmacol, 2017, 199: 1.
[19] LI J, LU LY, LIU L, et al. Jedinstvena uloga masnog tkiva koštane srži u gubitku kosti izazvanom ovariektomijom kod miševa.Endokrine, 2024, 83(1): 77.
[20] LIU XY, ZHANG SS, LU XM, et al. Metabonomska studija o djelovanju anti-osteoporozeRhizoma Drynariaei njegov mehanizam djelovanja pomoću UPLC–MS/MS.J Ethnopharmacol, 2012, 139(1): 311.
[21] EISENHAUER A, MÜLLER M, HEUSER A, et al. Omjeri izotopa kalcija u krvi i urinu: novi biomarker za dijagnozu osteoporoze.Bone Rep, 2019, 10: 100200.
[22] MEI ZD, DONG X, QIAN Y, et al. Povezanost između metaboloma i mineralne gustine kostiju u kineskoj populaciji.EBioMedicine, 2020, 62: 103111.
[23] MA YS, HOU ZJ, LI Y, et al. Razotkrivanje farmakoloških mehanizama eleuterozida E protiv postmenopauzalne osteoporoze putem metabolomike zasnovane na UPLC-Q/TOF-MS.Front Pharmacol, 2020, 11: 1316.
[24] XU HC, NOZAKI K, YU ZN, et al. Površinska funkcionalizacija titanijumskih implantata s konjugatom glutationa s kontroliranim otpuštanjem za antioksidans i osteogenezu.J Mater Res Technol, 2025, 34: 2872.
[25] LI X, WANG YF, GAO MT, et al. Odnosi vođeni metabolomijom između bubrega, koštane srži i kostiju pacova s postmenopauzalnom osteoporozom.Bone, 2022, 156: 116306.
[26] YANG KD, WANG XC, ZHANG C, et al. Metformin poboljšava metabolizam purina ciljanog na HPRT1 i popravlja autofagični tok posredovan NR4A1 modulacijom FoxO1 nukleocitoplazmatskog prijenosa za liječenje postmenopauzalne osteoporoze.Cell Death Dis, 2024, 15(11): 795.
[27] SAVIO LEB, LEITE-AGUIAR R, ALVES VS, et al. Purinergička signalizacija u modulaciji redoks biologije.Redox Biol, 2021, 47: 102137.
[28] LIU DF, MA LY, ZHENG JH, et al. Izopsoralen poboljšava osteoporozu izazvanu glukokortikoidima regulacijom metabolizma purina i promicanjem cGMP/PKG puta posredovane diferencijacije osteoblasta.Curr Drug Metab, 2024, 25(4): 288.
[29] BELLONE F, CINQUEGRANI M, NICOTERA R, et al. Uloga vitamina K u hroničnoj bolesti bubrega: fokus na zdravlje kostiju i kardiovaskularnog sistema.Int J Mol Sci, 2022, 23(9): 5282.
[30] MOSCHONIS G, HEUVEL EG VAN DEN, MAVROGIANNI C, et al. Utjecaj konzumiranja sira tipa gauda obogaćenog vitaminom D na biokemijske markere metabolizma kostiju kod žena u postmenopauzi u Grčkoj.Nutrienti, 2021, 13(9): 2985.
[31] DAI ZL, KOH W P. B-vitamini i zdravlje kostiju – pregled trenutnih dokaza.Nutrienti, 2015, 7(5): 3322.
[32] ZWICKENPFLUG W, HORNUNG F, HOLLAUS A, et al. Biosinteza vitamina B3 i NAD+^++: inkubacija HepG2 ćelija sa alkaloidom miozminom.J Sci Food Agric, 2024, 104(11): 6844.
[33] CHEN LJ, XING XK, ZHANG PF, et al. Homeostatska regulacija NAD(H) i NADP(H) u ćelijama.Genes Dis, 2024, 11(5): 101146.
[34] YOON H, PARK SG, KIM HJ, et al. Nikotinamid pojačava diferencijaciju osteoblasta kroz aktivaciju mitohondrijalnog antioksidativnog odbrambenog sistema.Exp Mol Med, 2023, 55(7): 1531.
[35] DIAS P, SIATKA T, VOPRŠALOVÁ M, et al. Biološka svojstva vitamina B-kompleksa, dio 2-vitamini B(6) i B(7) (biotin, vitamin H).Nutr Res Rev, 2025, 38(2): 791.
[36] DEIANA M, MALERBA G, CARBONARE LD, et al. Fizička aktivnost sprečava degradaciju hrskavice: metabolomska studija ukazuje na učešće vitamina B6.Ćelije, 2019, 8(11): 1374.
[37] WELAN R. Efekat vitamina B6 na frakturu osteoporoze.J Bone Metab, 2023, 30(2): 141.
[38] YANG F, DONG X, MA FX, et al. Interventni efekti tubson-2 dekocije na štakore sa ovariektomijom utvrđeni kombinacijom mrežne farmakologije i metabolomike.Front Pharmacol, 2020, 11: 581991.
[39] CUI YB, YANG ZJ, YU GS, et al. Naringin potiče diferencijaciju osteoblasta i ublažava osteoporozu kod miševa sa ovarijektomijom.Sci Rep, 2025, 15(1): 12651.
[40] 陈泽彬,罗兰兰,石心怡,等．杜仲汤含药血清通过 L-VGCCs促进成骨细胞增殖和分化的机制研究．中国中药杂志, 2025, 50(12): 3335.
[41] YAN CP, WANG XK, JIANG K, et al. -ekdisteron su poboljšali regeneraciju kostiju putem BMP-2/SMAD/RUNX2/Osterix signalnog puta.Front Cell Dev Biol, 2022, 10: 883228.
[42] 梁广胜,陈伟才,殷嫦嫦,等．淫羊藿总黄酮对大鼠骨髓间充质干细胞成间充质干细胞成BMP-2/Runx2/OSX 通路的影响．中国中西医结合杂志, 2016, 36(5): 614.
