Osteoporoza pomenopauzalna stała się globalnym problemem zdrowia publicznego. Celem tego badania jest zbadanie efektów terapeutycznych i powiązanych mechanizmów tradycyjnej medycyny chińskiej tabletek Xiaoyao na ten stan.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Osteoporoza pomenopauzalna stała się globalnym problemem zdrowia publicznego. Celem tego badania jest zbadanie efektów terapeutycznych i powiązanych mechanizmów tradycyjnej medycyny chińskiej tabletek Xiaoyao na ten stan.
Osteoporoza jest powszechną chorobą metaboliczną kobiet starszych i po menopauzie, bez widocznych objawów we wczesnych stadiach. W późniejszych stadiach tego stanu pacjenci są podatni na złamania, co może poważnie wpłynąć na ich zdrowie i jakość życia. Wzrost średniej długości życia na całym świecie sprawił, że osteoporoza stała się problemem globalnym. Tabletki Xiaoyao były wcześniej
stosowany w leczeniu depresji. Ponadto lek wydawał się mieć aktywność podobną do estrogenu, co wpływało na ekspresję ALP, wczesnego markera specyficznego dla osteoblastów, i COL-1, głównego składnika macierzy zewnątrzkomórkowej kości. Tabletki Xiaoyao oceniano pod kątem ich wpływu na osteoporozę pomenopauzalną (PMOM) u myszy. Dostęp do informacji docelowych każdego ziołowego składnika tabletek Xiaoyao uzyskano za pośrednictwem bazy danych Tradycyjnej Farmakologii Systemów Medycyny Chińskiej (TCMSP). Informacje z GeneCards, OMIM, PharmGkb, TTD, DrugBank i innych stron internetowych wykorzystano do skonstruowania sieci regulacyjnej kompleksu ziołowego za pomocą sieci Cytoscape i String w celu oceny interakcji białek. Myszy poddano owariektomii i leczono wysokimi i niskimi dawkami tabletek Xiaoyao, które porównano z grupą kontrolną. Ich objawy oceniano za pomocą immunocytochemii tkanek kostnych. Wyniki sugerowały, że tabletki Xiaoyao miały zdolność łagodzenia objawów PMOM u myszy poddanych owariektomii poprzez szlak sygnałowy IL-17. Lek ten ma potencjał, aby stać się nowym środkiem terapeutycznym w leczeniu osteoporozy.
Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) definiuje osteoporozę (OP) jako chorobę charakteryzującą się spadkiem masy kostnej i pogorszeniem mikroarchitektury tkanki kostnej, co prowadzi do wzrostu kruchości kości, a tym samym do zwiększonego ryzyka złamań1. Kliniczne znaczenie osteoporozy polega na tym, że może ona prowadzić do złamań, które wiążą się z wysoką śmiertelnością, zachorowalnością i kosztami ekonomicznymi2. Osteoporoza pomenopauzalna (PMOP) jest spowodowana spadkiem poziomu estrogenów u kobiet po menopauzie, co prowadzi do wzrostu aktywności osteoklastów, co skutkuje utratą masy kostnej i zniszczeniem mikrostruktury kości. To często powoduje osteoporozę, która ma poważny wpływ na zdrowie3. Obecne terapie PMOP obejmują estrogenową terapię zastępczą, bisfosfoniany i parathormon, ale mogą one mieć różny stopień działań niepożądanych, niewystarczające długoterminowe przestrzeganie zaleceń i wysokie koszty4. Dlatego niedrogie ziołolecznictwo jest realną alternatywą dla dużej części populacji.
Tabletki Xiaoyao są zawarte w chińskiej farmakopei5, a te zawierają osiem składników ziołowych, w tym Chai Hu, Angelica sinensis, White paeonia lactiflora, Atractylodes macrocephala, Poria cocos, Menthae Herba, lukrecja i świeży imbir. Wszystkie te zioła są znane z tego, że są skuteczne w detoksykacji wątroby i wzmacnianiu śledziony, odżywianiu krwi i regulowaniu cyklu miesiączkowego, a mieszanka była również stosowana w leczeniu depresji6. Jednak rola tabletek Xiaoyao w osteoporozie jest niejasna.
Wczesne badania sugerują, że stan zapalny może prowadzić do utraty masy kostnej7, oraz że spadek gęstości kości związany z tym procesem może być przyspieszony przez menopauzę. Ponadto istnieje silny związek między rozwojem osteoporozy a stanem zapalnym. Czynnik zapalny, interleukina-17 (IL-17), jest czynnikiem prozapalnym wydzielanym przez komórki Th17, podzbiór limfocytów T CD4 +. Komórki te są związane z kilkoma przewlekłymi stanami zapalnymi i odgrywają ważną rolę w rozwoju niszczenia kości w reumatoidalnym zapaleniu stawów8. Dodatkowo IL-17 stymuluje aktywator receptora liganda czynnika jądrowego κ B (RANKL), który reguluje osteoklastogenezę, prowadząc do większej resorpcji kości niż tworzenie kości9. IL-17 stymuluje ekspresję innych cytokin osteoklastogennych, takich jak TNFα, IL-1, IL-6 i IL-8. Ma zdolność do synergii z innymi czynnikami zapalnymi, co czyni go ważnym efektorem zapalnym10.
Badania wykazały również związek między tabletkami Xiaoyao a stanem zapalnym. Shi et al.11 oraz Fang et al.12 niedawno potwierdzili, że tabletki Xiaoyao mogą obniżać poziom IL-6 i TNF-α, odpowiednio. W innym badaniu stłuszczeniowego zapalenia wątroby związanego z metabolizmem doniesiono, że tabletki Xiaoyao mogą zwiększać ekspresję kwasu propionowego, który z kolei hamuje ekspresję TNF-α i wywiera działanie przeciwzapalne13. Jednak obecnie nie wiadomo, czy tabletki Xiaoyao mogą regulować rozwój PMOM poprzez pośredniczenie w odpowiedzi zapalnej poprzez IL-17, co było celem tego badania.
To badanie przewidziało przecięcie celów tabletek Xiaoyao i genów związanych z osteoporozą poprzez farmakologię sieciową i analizę bioinformatyczną oraz przeanalizowało przecinające się geny pod kątem interakcji białek, GO i KEGG. Na podstawie przewidywanych wyników można zaobserwować ekspresję Act1 i IL-6, które są kluczowymi białkami w szlaku sygnałowym IL-1714,15, a także markery obrotu kostnego fosfatazę alkaliczną (ALP) i kolagen typu I (COL-1), aby zaobserwować skuteczność terapeutyczną tabletek Xiaoyao w modelu myszy PMOM.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Komisja Etyki Zwierząt Laboratoryjnych Uniwersytetu Medycznego Youjiang ds. Narodowości zatwierdziła protokół badania (numer zatwierdzenia: 2022101502). Samice myszy C57BL/6 w wieku 10-12 tygodni, klasa SPF i masa ciała (22 ± 2) g, zostały umieszczone w Centrum Eksperymentów na Zwierzętach klasy SPF Uniwersytetu Medycznego Youjiang dla Narodowości. Zwierzęta doświadczalne utrzymywano w temperaturze 24-26 °C i wilgotności względnej od 55% do 60%.
1. Baza danych i platforma analizy farmakologii tradycyjnej medycyny chińskiej
UWAGA: Baza danych i Platforma Analizy Farmakologii Tradycyjnej Medycyny Chińskiej (TCMSP; https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php) to platformy farmakologiczne medycyny chińskiej, które zawierają informacje o składnikach TCM, właściwościach związanych z ADME, celach i chorobach16,17.
2. Baza danych UniProt
UWAGA: Baza danych UniProt (https://www.uniprot.org/) zawiera sekwencje ludzkich białek opatrzone adnotacjami funkcjonalnymi i służy do normalizacji nazw celów do ich oficjalnych nazw18.
3. Konwersja identyfikatora celu leku
4. Przeszukiwanie bazy danych
5. Diagram Venna
6. Budowa sieci regulacyjnej dla TCM compounding
7. Sieci interakcji białko-białko (PPI) konstrukty
8. Budowa rdzenia sieci PPI
9. Konwersja identyfikatora genu
10. Analiza wzbogacenia GO
11. Analiza wzbogacenia KEGG
12. Przygotowanie tabletek Xiaoyao
UWAGA: Aby zapoznać się z zastosowaną metodą przygotowania, zapoznaj się z Farmakopeą Chińską5.
13. Ustanowienie modelu zwierzęcego
14. Podawanie leków
UWAGA: Zgodnie z Metodologią Eksperymentalną Farmakologii26, konwersja użytych dawek dla ludzi i zwierząt wynosiła 9 g tabletek Xiaoyao dla osoby dorosłej o wadze 70 kg, co odpowiada jednej dawce (dawka na pojedyncze podanie).
15. Barwienie hematoksyliną i eozyną (HE)
16. Mikrotomografia komputerowa i analiza immunohistochemiczna
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Składniki aktywne i cele działania pigułek Xiaoyao
Poprzez przeszukanie bazy danych TCMSP i przesiewanie zgodnie z kryteriami biodostępności doustnej (OB) ≥ 30% oraz właściwości podobieństwa do leków (DL) ≥ 0,18, stwierdzono obecność 125 składników aktywnych w pigułkach Xiaoyao. Wśród nich składniki 6, 4, 9, 13, 2, 6, 83 i 2 pochodziły odpowiednio z Paeonia lactiflora, Atractylodes macrocephala, Menthae herba, Chaihu, Angelica sinensis, Poria cocos, lukrec...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Według statystyk osteoporoza powoduje 1,5 miliona złamań każdego roku w Stanach Zjednoczonych, a zdecydowana większość z nich występujeu kobiet po menopauzie. Przewiduje się, że wraz ze wzrostem starzejącej się populacji większość przyszłych złamań szyjki kości udowej na świecie wystąpi w Azji, a do 2050 r. ich całkowita liczba na świecie osiągnie 8,2 miliona. Koszt zapobiegania złamaniom jest prawie równy kosztom ich leczenia, a stosowanie leków nieuchronnie będzie miało p...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy deklarują, że nie ma konfliktu interesów.
Program Badań Naukowych i Rozwoju Technologii Miasta Baise (20224128) wspierał tę pracę. Autorzy dziękują dr Dev Sooranna z Imperial College London i YMUN za redakcję manuskryptu. YYX i ZYW wniosły równy wkład w to badanie.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Próbnik 1 ml | Guangxi Beilunhe Medical Industrial Group Co. | JYQ001 | Do znieczulenia u myszy |
| 4% poliformaldehyd | Beijing Solarbio Science & Technologia Co., Sp. z o.o. | P1110 | Do mocowania tkanek |
| 6-0 wchłanialny szew (igła kątowa) | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Supplies Co. | HZX-06 | Do szycia pooperacyjnego |
| Chłonny wacik | Zwycięzca | MIANQIU-500g | Do sterylizacji i hemostazy |
| Szkiełka samoprzylepne | Jiangsu Shitai Experimental Equipment Co. | 188105 | Do cięcia tkanek |
| Amobarbital | Sigma Aldrich (Shanghai) Trading Co. | A-020-1ML | Do znieczulenia u myszy |
| Roztwór do niebieszczenia | Beijing Solarbio Science & Technologia Co., Sp. z o.o. | G1866 | Niebieskie zabarwienie jąder komórek po działaniu roztworu różnicowania hematoksyliny |
| C57BL / 6 myszy | Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd. | (SCXK 2033-0063) | Do stosowania w eksperymentach na zwierzętach |
| Ostrza chirurgiczne ze stali węglowej | Premier Medical Equipment Co. | SP239 | Do chirurgii myszy |
| CIKS/TRAF3IP2 Królicze przeciwciała biosowe pAb | bs-6202R | Wiąże się z Act1 w tkankach | |
| Roztwór hematoksyliny Cole'a (do barwienia konwencjonalnego) | Beijing Solarbio Science & Technologia Co., Sp. z o.o. | G1140 | Do barwienia skrawków parafiny |
| Kolagen typu I Przeciwciało poliklonalne | proteintech | 14695-1-AP | Wiąże się z COL-1 w tkankach |
| Zestaw substratów DAB, 20x | Beijing Solarbio Science & Technologia Co., Sp. z o.o. | DA1010 | Do opracowywania koloru tkanek |
| Jednorazowy arkusz chirurgiczny 50 * 60 CM | Nanchang Xuhui Medical Equipment Co. | SP4529777 | Do chirurgii myszy |
| Roztwór odwapniający EDTA (pH 7,2) | Beijing Solarbio Science & Technologia Co., Sp. z o.o. | E1171-500ml | Do odwapniania tkanek |
| Wzmocniony endogenny bufor do pęcherzyków peroksydazy | Beyotime Biotechnology | P0100B | Sekwestracja tkanek lub komórkowych endogennych peroksydaz |
| Przyjazny dla środowiska przezroczysty płyn do odparafinowania | Servicebio | G1128-1L | Do odparafinowania skrawków parafiny |
| Alkohol etylowy | CHRON CHEMICALS | 64-17-5 (CAS) | Do odwadniania skrawki parafiny |
| Rozcieńczalnik przeciwciał ogólnego przeznaczenia | Epizyme Biotech | PS119L | Do rozcieńczania przeciwciał |
| Roztwór do różnicowania Hematoksyliny | Servicebio | G1039-500ML | Do różnicowania po barwieniu hematoksyliną i usuwania nadmiernie związanego i niespecyficznie zaadsorbowanego barwnika z tkanek |
| Zestaw do barwienia Hematoksyliny Eozyny (HE) Pekin | Solarbio Science & Technologia Co., Sp. z o.o. | G1120-3 * 100 ml | Do barwienia tkanek |
| Wysokiej jakości rękojeść noża chirurgicznego ze stali nierdzewnej | Premier Medical Equipment Co. | SP0088 | Do chirurgii myszy |
| Affinipure Anti-Rabbit Anti-Rabbit IgG(H+L)proteintech SA00001-2 Do chirurgii myszy sprzężone z HRP Affinipure Goat Anti-Rabbit IgG(H+L) | proteintech | -2 | Wiąże się z przeciwciałem pierwotnym i wzmacnia sygnał |
| IL-17A Przeciwciało poliklonalne | proteintech | 13082-1-AP | |
| Wiąże się z IL-6 w tkankach | |||
| Długopis immunohistochemiczny | Pekin Zhongshan Jinqiao Biotechnology Co. | ZLI-9305 (YA0310) | Do rysowania okręgów w immunohistochemii |
| Medyczny szew chirurgiczny Niechłonny (kulka) 5-0 3,5 m | Yangzhou Yuanlikang Medical Equipment Co. | FHX-5-2 | Do pooperacyjnego szycia |
| Igły do szwów medycznych Igły kątowe 4 * 10 3/8 | Chaohu Binxiong Medical Equipment Co. | FHZ612-4 | Do pooperacyjnego szycia |
| neutralnego balsamu | Beijing Solarbio Science & Technologia Co., Sp. z o.o. | G8590 | Jako zgrzewarka do plastrów |
| PBS(1X) | Shenzhen Mohong Technology Co., Ltd | B0015 | Bufor do mycia szkiełek i częściowego rozcieńczania roztworu |
| Bezbiałkowy bufor szybkiego blokowania (1X) | Epizyme Biotech | PS108P | Unikanie niespecyficznego wiązania białek |
| Przeciwciało przeciw fosfatazie alkalicznej przeciwkostnej królika | PRZECIWCIAŁA BIOSS | BS-6292R | Wiąże się z fosfatazą alkaliczną w tkankach |
| stowarzyszony z solą | Youjiang Uniwersytet Medyczny dla narodowości | LHN500 | Dla zwierząt przez zgłębnik |
| Golenie/maszynki do strzyżenia | elektrycznego HANGZHOU HUAYUAN PET PRODUCTS CO., LTD. | DTJ-002 | Do golenia myszy |
| Uchwyt na igłę medyczną ze stali nierdzewnej 14 cm Gruba igła | Premier Medical Equipment Co. | SP784 | Do chirurgii myszy |
| Kleszcze okulistyczne ze stali nierdzewnej 10,5 cm zakrzywione (bez haczyka) | Zhuoyouyue | YKNWW-10,5 | Do chirurgii myszy |
| Nożyczki okulistyczne ze stali nierdzewnej / nożyczki chirurgiczne 10 CM Prosta końcówka | Premier Medical Equipment Co. | ZYJD-10-ZJ | Do chirurgii myszy |
| Końcówka ze stali nierdzewnej Igła żołądkowa 12 Gauge 55mm Kolanko | GWJ-12-55W | Do stosowania u myszy przez zgłębnik | |
| Tris-EDTA Antigen Repair Fluid (50x) | proteintech | PR30002 | Do antygenowej naprawy skrawków parafiny |
| Drewniana deska sekcyjna 25 * 16 cm | JP16 * 24 | Do chirurgii myszy | |
| Xiaoyao tabletki | Jiuzhitang Co., Ltd. | YPG-041 | Do dostarczania leków dla zwierząt |
| Others | |||
| R 4.3.1 | Przetwarzanie danych | ||
| Cytoscape3.9.1 | National Resource for Network Biology | Budowa sieci sieci | |
| ImageJ 1.54f | National Institutes of Health | Przetwarzanie obrazów dla wyniki immunohistochemii | |
| Adobe Photoshop 24.0.0 | Adobe | Do kombinacji obrazów | |
| GraphpadPrism 9.5 | Oprogramowanie GraphPad | Analiza statystyczna | |
| komórek danych Wymiar | OLYMPUS | Do krojenia i fotografowania | |
| OLYMPUS BX53 | OLYMPUS | Do barwienia HE i fotografii przekroju immunohistochemicznego |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.