본 연구에서는 폐경 후 골다공증의 난소 절제술 쥐 모델을 사용하여 Bupleurum(Chai hu) 경구액이 염증 유발 인자를 억제하고 항염증 인자를 강화하여 뼈 미세 구조를 개선한다는 것을 입증했습니다. 이는 항염증 메커니즘이 에스트로겐 결핍으로 유발된 골다공증을 부분적으로 완화한다는 것을 시사합니다.
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본 연구에서는 폐경 후 골다공증의 난소 절제술 쥐 모델을 사용하여 Bupleurum(Chai hu) 경구액이 염증 유발 인자를 억제하고 항염증 인자를 강화하여 뼈 미세 구조를 개선한다는 것을 입증했습니다. 이는 항염증 메커니즘이 에스트로겐 결핍으로 유발된 골다공증을 부분적으로 완화한다는 것을 시사합니다.
이 프로토콜은 난소 절제술(OVX) 쥐의 폐경 후 골다공증에 대한 차이후 투여의 효과를 조사하는 것을 목표로 합니다. 8주 된 암컷 Sprague-Dawley 쥐는 폐경 후 골다공증 모델을 확립하기 위해 등쪽 접근법을 사용하여 양측 난소 절제술을 받았습니다. 다양한 용량의 차이후 경구액을 연속 12주 동안 경구 위관으로 투여한 후 뼈 미세 구조를 평가하고 염증성 사이토카인 수치를 측정했습니다. 중용량 및 고용량 차이후 치료는 OVX 쥐에서 뼈 손실을 부분적으로 억제하고 전염증성 사이토카인 발현을 감소시키며 항염증성 사이토카인 수치를 상향 조절했습니다. 뼈 파괴의 중증도가 저용량에서 고용량으로 크게 감소했으며 뼈 미세 구조 재건에서 용량 관련 개선이 관찰되었습니다. Chai hu는 에스트로겐 결핍으로 인한 뼈 손실과 미세 구조 악화를 완화하여 이 OVX 모델에서 OP 진행을 억제했습니다. 이것은 관련된 경로의 항염증 효과로 인해 발생했을 가능성이 높습니다.
골다공증(OP)은 골량 감소, 뼈 강도 감소 및 뼈 미세 구조의 파괴를 특징으로 하는 일반적인 대사성 뼈 질환입니다1. OP는 1차 또는 2차로 나타날 수 있으며 1차 OP는 폐경 후 OP(PMOP), 노인성 OP 및 특발성 OP(청소년에서 자주 발생함)로 분류됩니다. 그 중 I형 PMOP는 주로 PM 여성에서 발생하며, 에스트로겐2의 순환 수치 감소로 인해 폐경 후 골밀도가 현저하게 감소합니다. 전신 대사성 뼈 질환으로 파골세포 활동이 증가하고 분화가 심해집니다3. 또한 뼈 흡수의 강도가 형성보다 훨씬 커서 골량이 감소하고 뼈 취약성 및 골절 위험이 증가합니다4.
현재 연구에 따르면 골관절염 및 치주염과 같은 많은 만성 염증성 질환이 상당한 뼈 손실과 관련이 있는 것으로 나타났으며, 이는 염증이 OP5와 밀접한 관련이 있을 수 있음을 시사합니다. PM 여성은 나이가 들수록 내분비 변화와 함께 생리 및 면역 기능이 저하되어 신체는 장기간 만성 염증 상태에 놓이게 됩니다. 이러한 염증 촉진 인자와 T 세포 유래 사이토카인 중 다수는 뼈 손실에 중요한 역할을 합니다. 따라서 PMOP는 만성 염증성 질환으로도 인식됩니다 6,7.
한의학(TCM)은 PMOP의 예방 및 치료에 있어 오랜 역사와 풍부한 임상 경험을 가지고 있으며 전체적인 관리와 개별화된 진단 및 치료에 중점을 두고 있으며 내분비계와 면역계를 동시에 조절할 수 있어 폐경 후 여성에게 축복입니다8. 이를 통해 많은 비율의 여성이 치료를 받을 수 있습니다. 현대 약리학 연구와 임상 시험에 따르면 TCM은 다중 표적화, 낮은 독성 및 부작용의 장점이 있으며 가격이 저렴하다는 것을 보여주었습니다. PMOP9의 TCM 치료에서 합병증의 위험을 크게 줄일 수 있습니다.
차이후 자체에는 항염증제10 와 항우울제11특성이 있으며, 체내 호르몬 분비를 조절할 수 있을 뿐만 아니라건강 에도 도움이 될 뿐만 아니라13. 차이후는 감정을 진정시키고 소화를 촉진하며 위와 장에서 흡수하는 효과가 있는 한의학 복합 제형인 Xiaoyao Pills에서 중요한 역할을 하는 주성분입니다. 또한 기와 혈액 에너지를 보충하고 월경 주기의 증상과 관련 불편함을 조절하는 것으로 알려져 있습니다14. 차이후의 주성분은 차이후사포닌으로 강력한 항염증 활성을 갖고 있으며, 주로 종양괴사인자α(TNF-α), 인터루킨 1β, IL-615 등 전염증성 사이토카인의 발현을 억제하는 것으로 나타난다. 또한 항염증성 사이토카인인 IL-10의 발현을 증가시켜 대장염, 자궁내막염, 간염16과 같은 염증을 완화시킵니다.
표준 OP 치료(비스포스포네이트17, 선택적 에스트로겐 수용체 조절제18 및 데노수맙19 사용 포함)와 비교하여 일반적으로 사용되는 TCM인 Chai hu는 다중 성분, 다중 표적 작용 메커니즘의 잠재적 이점을 가지고 있습니다. 표준 요법은 일반적으로 특정 뼈 대사 경로20(파골세포 활동 억제)를 표적으로 하며, 이는 위장 불편, 턱 골괴사 위험 증가, 독감 유사 증상과 같은 특정 부작용과 관련될 수 있을 뿐만 아니라 높은 장기 약물 비용21.
관련 문헌을 검토한 결과 OP가 있는 PM 쥐에 개입하기 위해 차이후를 사용하면 치료 완화 효과가 있을 수 있는 것으로 나타났습니다22. 따라서 도킹 부위23을 예측하기 위한 생물정보학 및 약리학적 분석과 분자 도킹 시뮬레이션을 기반으로 차이후가 염증 과정에 개입하고 신체의 면역 상태를 조절하며 뼈 면역 항상성을 회복할 수 있다는 가설을 세웠습니다. 이는 뼈 재건 상태의 안정성을 촉진하고 OP 완화의 원하는 치료 효과를 달성할 것입니다.
이 연구는 연속 12주에 걸쳐 차이후 경구액(농도: 1g/mL) 투여를 사용했습니다. 투여 요법은 TCM 및 약동학 연구에서 임상적으로 일반적인 용량을 기반으로 설계되었습니다24.
이 투여 방법의 전반적인 목표는 안정적이고 임상적으로 관련된 투여 프로토콜을 확립하여 표적 모델(폐경 후 골다공증의 쥐 모델)에서 Chai hu의 지속적인 개입 효과를 체계적으로 평가하는 것입니다. 이 투여 접근법은 약물이 실험 기간 동안 효과적인 혈장 농도를 유지하도록 보장하여 후속 평가(예: 뼈 대사 지표 및 염증 인자 수준)를 위한 신뢰할 수 있는 개입 기반을 제공합니다. 또한, 관련 질병에서 차이후의 역할과 용량-효과 관계를 명확히 하는 데 도움이 되는 동시에 실험 연구에서 한약의 표준화된 투여를 위한 참조 패러다임을 제공합니다.
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동물을 대상으로 한 모든 실험 절차는 NIH 실험 동물 관리 및 사용 가이드(제8판)에 따라 수행되었으며 Youjiang Medical University for Nationalities의 동물 윤리 위원회(승인 번호 2024071001)의 구체적으로 승인되었습니다.
1. 네트워크 약리학 분석
참고: 사이버약리학은 시스템 생물학, 전산 생물학 및 약리학을 결합한 접근 방식이며 생체 분자 네트워크를 분석하여 약물의 작용 메커니즘 및 약물-약물 상호 작용을 이해하는 것을 목표로 합니다25.
2. 분자 도킹
참고: 분자 도킹은 소분자(리간드)와 표적 단백질 또는 생체분자 사이의 최적 결합 모드 및 친화도를 예측하기 위한 계산 기술입니다28.
3. 마이크로 CT 분석
4. 쥐 뼈 조직에서 RNA 추출을 위한 정량적 실시간 PCR
5. 동물 준비
6. 시험약의 조제
7. 난소 절제술 쥐 모델의 준비
8. 실험적 그룹화 및 약물 투여
9. 실험 후 분석 및 데이터 수집
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GO 기능 및 KEGG 경로 농축 분석
우리는 PMOP에 대한 Chai Hu의 잠재적인 작용 메커니즘을 예측하기 위해 생물정보학에서 GO 및 KEGG 농축 분석에 의존했습니다. 질병에 대한 차이후의 활성 성분과 교차하는 표적 유전자의 GO 농축 분석에서 2138개의 유의한 항목이 산출되었으며 각 그룹에 대해 상위 10개의 중요한 결과가 나열되어 있습니다 (그림 2D). 생물학적 과정 (그림 2A)과 관련하여 교차하는 유전자는 주로 지질다당류 및 활성 산소종에 대한 피드백에 관여했습니다. 세포 성분 섹션 (그림 2B)
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PMOP는 PM 여성에게 자주 발생하는 전신적인 골대사 장애로, 에스트로겐 부족으로 인해 조골세포-파골세포 균형이 붕괴되어 파골세포 뼈 흡수가 강화되고 조골세포 뼈 생성이 감소합니다31. 점점 더 많은 연구에서 체내 염증 인자의 수준도 파골세포와 조골세포의 분화에 영향을 미치고 전염증 인자의 과발현이 파골세포의 분화에 기여한다는 사실이 밝혀졌습니다32. 유사하게, 항염증 인자의 과발현은 파골세포 발현을 억제합니다33. 이것은 항염증 기반 요법을 사용하여 PMOP를 치료하는 것이 가능할 수 있음을 나타냅니다.
한약 차이후는 염증 치료, 감기 및 독감 예방, 체내 호르몬 분비 조절, 간 보호 등을 위해 임상에서 널리 사용됩니다34. 허브 제형의 차이후는 ...
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저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.
이 작업은 백세시 과학 연구 및 기술 개발 프로그램과 2025년 광시 대학 청년 및 중년 교사 과학 연구 기초 능력 향상 프로젝트(프로젝트 번호: 2025KY0549)의 지원을 받았습니다. 저자는 원고 편집을 해준 Imperial College London의 Dev Sooranna 박사와 YMUN에게 감사를 표합니다. ZY와 LYR은 이 작업에 동등하게 기여했습니다.
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 0.9% 염화나트륨 주사 | 화렌제약 | h1712059 | |
| 1× PBS | 써모피셔 | 10010023 | |
| 75% 알코올 | 난징시약 | C069156931 | |
| 95% 에탄올 | 난징시약 | C0691520075 | |
| 무수 에탄올 | 맥클린 | E809056 | |
| Bupleurum chinense | 허난 바이취안 약국 Co. | Z41021539 | |
| 석회질 제거 용액  | 솔라바이오 | E1171 | |
| 에리스로마이신 연고 | 광저우 Baiyunshan 제약 그룹 회사 유한 Baiyunshan Hejigong 제약 공장 | H44023088 | |
| 이소프로필 알코올 | 지난 Jinrihe 화학 유한 회사 | 23727-29-9 | |
| 페니실린 V 칼륨 캡슐 | 쓰촨 제약 | H20103156 | |
| 폴리포름알데히드(CH2O)n | 비요타임 | P0099 | |
| 포비돈-요오드 소독제  | 광동 Hengjian 제약 Co. | H44023924 | |
| Real-Time 형광 PCR 키트 | Yeasen Biotechnology | 11201ES03 | |
| RNA 추출 키트 | 모나드바이오텍 | MI20201S | |
| RNA 역전사 키트 | 유공바이오텍 | EG15123S | |
| 펜토바르비탈나트륨 | 상하이 Jixiang 생명 공학 유한 회사 | JX082085 | |
| 트리졸 | 써모피셔 | 15596026CN |
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