Todos os experimentos com animais foram aprovados pelo Comitê de Ética Animal da Universidade Médica Chinesa de Zhejiang (IACUC-202402-07).
Preparação e análise LC-MS/MS do LWDHW
A fórmula do LWDHW consiste em seis ervas chinesas: Rehmannia glutinosa (Gaertn.), Cornus officinalis (Sieb.), Paeonia suffruticosa (Andr.), Dioscoreae oposta (Thunb.), Poria cocos (Schw.) e Alisma orientale (Sam.). Informações detalhadas sobre essas ervas estão listadas na Tabela 1. Todas as ervas cruas eram fornecidas pelo Primeiro Hospital Afiliado da Universidade Médica Chinesa de Zhejiang (Hangzhou, China) e fervidas em água purificada com uma proporção erva-água de 0,1 kg/L. O extrato aquoso resultante foi filtrado e concentrado em uma solução funcional a 0,5 g/mL para análises posteriores de LC-MS/MS e experimentos com animais. Além disso, a solução de trabalho era processada em pó liofilizado para experimentos celulares.
Na análise LC-MS/MS, as condições da cromatografia líquida foram as seguintes: fase móvel A (aquosa) e fase móvel B (orgânica) consistiram em 0,1% de ácido fórmico na água e acetonitrila, respectivamente, para o modo iônico positivo, ou 5 mM de formato de amônio na água e acetonitrila, respectivamente, para o modo íon negativo. O tempo total de funcionamento era de 8 min, com vazão de 0,3 mL/min, temperatura na coluna de 40 °C e volume de injeção de 2 μL. Para espectrometria de massa, os dados foram adquiridos no modo MS-ddMS2 completo, com tensões de pulverização ajustadas a +3,50 kV (positivo) e –2,50 kV (negativo).
Ingredientes bioativos e alvos previsão do LWDHW
Os nomes individuais de seis ervas constituintes foram inseridos no banco de dados do Sistema de Farmacologia da Medicina Tradicional Chinesa (TCMSP) para obter a lista completa de ingredientes do LWDHW. Os ingredientes bioativos foram posteriormente triados usando os parâmetros farmacocinéticos de biodisponibilidade oral (OB) ≥ 30% e semelhança com o medicamento (DL) ≥ 0,18, 27,28,29,30. As proteínas correspondentes dos ingredientes bioativos foram identificadas e submetidas à UniProt para recuperar seus nomes geneais padronizados, que foram definidos como os alvos genéticos finais do LWDHW.
Alvos sobrepostos entre LWDHW e PMOP
Alvos gênicos associados ao PMOP foram recuperados pesquisando a palavra-chave "osteoporose pósmenopausal" tanto nos bancos de dados GeneCards quanto DisGeNET em 2 de outubro de 2024. Os alvos foram filtrados usando limiares de pontuação de >0,1 no DisGeNET e >10 no GeneCards, e entradas duplicadas foram removidas para obter um conjunto não redundante de genes relacionados ao PMOP. Posteriormente, os alvos derivados de ervas do LWDHW e os alvos associados ao PMOP foram importados para a ferramenta online do Venny para gerar um diagrama de Venn representando os alvos sobrepostos entre LWDHW e PMOP.
Ontologia Gênica (GO) e análise de enriquecimento de vias de sinalização
Os alvos sobrepostos entre LWDHW e PMOP foram sujeitos a análise de enriquecimento GO usando o banco de dados DAVID. Os termos GO recuperados foram classificados em três categorias, incluindo componente celular, função molecular e processo biológico (BP). Após filtrar FDR < 0,01, os 30 principais termos BP foram listados em um diagrama de bolhas em ordem decrescente de enriquecimento de dobra.
Em seguida, os alvos sobrepostos foram inseridos nos bancos de dados Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomas (KEGG) e Metascape para análise de enriquecimento de vias de sinalização. Os caminhos enriquecidos dos bancos de dados KEGG e Metascape foram classificados pelo número de alvos correspondentes em ordem decrescente, e os 25 melhores caminhos de cada banco de dados foram exibidos como gráficos de barras.
Construção da rede
As redes "Fórmula-Ervas-Ingredientes-Alvos-Doença" e "Alvos-Vias" foram construídas no Cytoscape para visualizar as inter-relações entre os componentes. Uma rede de interação proteína-proteína (PPI) foi gerada ao inserir os alvos sobrepostos no banco de dados STRING. Os alvos do hub dentro da rede foram identificados por triagem baseada em características topológicas, incluindo centralidade de grau (DC), centralidade entre os centros (BC) e centralidade de proximidade (CC).
Agrupamento animal, modelo de osteoporose induzida por OVX e intervenção medicamentosa
Um total de 27 fêmeas de camundongos C57BL/6J (2 meses, pesando 22 ± 2 g) foram fornecidos pelo Centro de Experimentos Animais da Universidade Médica Chinesa de Zhejiang (Hangzhou, Zhejiang). Todos os animais foram alojados sob condições específicas livres de patógenos (FPS), com ciclo de 12 horas luz/escuro, temperatura ambiente mantida em 25 °C e umidade entre 40% e 60%, com livre acesso a alimento e água. Após 1 semana de alimentação adaptativa, os camundongos foram aleatoriamente atribuídos a três grupos (n = 9 por grupo) usando uma tabela de números aleatórios: Sham, Model e LWDHW. Ratos dos grupos Model e LWDHW passaram por ovariectomia bilateral (OVX) para estabelecer o modelo PMOP, enquanto o grupo Sham passou por um procedimento sham envolvendo a resseção de um volume equivalente de tecido adiposo periovariano. A partir de dois dias após a cirurgia, camundongos do grupo LWDHW receberam diariamente uma dose oral de solução de trabalho LWDHW em dose de 9,75 g/kg/dia (convertida da dose equivalente humana baseada na área da superfície corporal), enquanto os grupos Model e Sham receberam volume igual de soro fisiológico. Amostras biológicas, incluindo tecidos séricos e femurais, foram coletadas 8 semanas após a administração para análise subsequente. Nenhuma morte ou mortalidade inesperada ocorreu em nenhum dos grupos durante o período experimental.
Ensaio de imunossorvejante ligado a enzimas séricas (ELISA)
O sangue total foi coletado do plexo retroorbital e centrifugado a 1000 x g por 15 minutos a 4 °C para obter soro. As concentrações séricas de osteocalcina (OCN) e telopeptídeo β-C-terminal do colágeno tipo I (β-CTX) foram medidas usando os kits ELISA correspondentes, de acordo com os protocolos do fabricante.
μCT e análise biomecânica
Amostras femorais foram escaneadas usando um equipamento de microtomografia computorizada (μCT) de alta resolução com resolução isotrópica de 10 μm. A microestrutura tridimensional (3D) do fêmur distal foi reconstruída a partir das imagens adquiridas usando o software NRecon. Subsequentemente, os seguintes parâmetros da microarquitetura óssea, incluindo densidade mineral óssea (DMO, g/mm3), fração de volume ósseo (BV/TV, %), espessura trabecular (Tb.Th, mm) e número trabecular (Tb.N, 1/mm), foram quantificados dentro da região de interesse (ROI) do fêmur distal.
As propriedades biomecânicas das amostras femures (n = 3 por grupo) foram avaliadas por meio de um teste de flexão em três pontos usando um Sistema de Teste de Fadiga por Torção Axial. Uma carga compressiva foi aplicada à diáfise média a uma taxa constante de deslocamento de 2 mm/min até a falha estrutural. A carga máxima (N) era registrada automaticamente pelo software do sistema.
Coloração histomorfologia, imuno-histoquímica (IHC) e imunofluorescência (IF)
Após fixação com paraformaldeído a 4%, descalcificação em solução de EDTA a 14% e desidratação por uma série graduada de etanol, amostras femuris foram processadas em seções de parafina com 3 μm de espessura, conforme descritoanteriormente 31. As seções foram coradas com Alcian Blue Hematoxylin (ABH)/Orange G para avaliação morfológica. A análise quantitativa da área do osso trabecular na metáfise distal do femur foi realizada utilizando o software OsteoMetrics.
Amostras de fígado e rim foram fixadas, embutidas em parafina e cortadas em seções de 4 μm. Após desparafinização e reidratação rotineiras, as seções foram coradas com hematoxilina e eosina. O exame histológico foi realizado sob um microscópio óptico.
Os ensaios IHC e IF foram realizados em seções embutidas em parafina de acordo com procedimentos estabelecidos. Brevemente, a coleta de antígeno foi realizada incubando seções em tampão de citrato de 0,01 M a 60 °C por 4 horas. As cções foram então incubadas durante a noite a 4 °C com anticorpos primários incluindo ALP (1:300), IL-1β (1:500), TNF-α (1:500) e p-P65 (1:300). Após a incubação com anticorpos secundários correspondentes por 20 minutos, as seções foram submetidas à solução de diaminobenzidina (DAB) e contracoloração de hematoxilina para IHC ou coloridas com DAPI para marcação nuclear em IF. Para quantificação positiva por coloração, quatro campos selecionados aleatoriamente foram capturados de cada uma das três seções de tecido por amostra. Na coloração IHC, a densidade óptica média foi definida como a razão entre a densidade óptica integrada (IOD) e a área de cavidade correspondente, conforme determinado usando o software Image-Pro Plus. Na coloração de FI, a área positiva de coloração foi normalizada para a área do campo e expressa como porcentagem, e a quantificação foi realizada com o mesmo software.
Cultura primária de macrófagos da medula óssea (BMMs) e ensaio de contagem celular
As células da medula óssea foram removidas dos fêmures e tíbias de camundongos C57BL/6 de 2 meses com solução salina tamponada com fosfato (PBS). A suspensão resultante da célula foi filtrada por um filtro de 70 μm e centrifugada a 200 x g por 5 minutos. O pellet celular foi ressuspenso em meio completo α-MEM contendo 10% de soro bovino fetal. Após 24 horas de incubação a 37 °C em uma atmosfera com 5% de CO₂, células não aderentes foram removidas. Para induzir diferenciação de macrófagos, células aderentes foram cultivadas em meio contendo 50 ng/mL fator estimulante de colônia de macrófagos (M-CSF) e 40 ng/mL de RANKL por 5–7 dias até que BMMs maduros fossem observados.
Os BMMs eram revestidos em 3 x 10células de 4 poços em placas de 96 poços. Após 24 horas de tratamento com concentrações gradientes de LWDHW, os BMMs foram incubados com solução funcional do Kit de Contagem Celular 10% 8 (CCK-8) a 37 °C por 1 hora. A absorção de cada poço foi medida em 450 nm usando um leitor de microplacas.
Análise quantitativa de expressão gênica em BMMs primários
Os BMMs foram semeados em pratos de 6 cm com densidade de 3 x 106 células por prato. Após o tratamento com 500 e 1.000 μg/mL de LWDHW por 24 horas, o RNA total foi extraído dos BMMs usando o Kit de Purificação Rápida de RNA, conforme as instruções do fabricante. Após quantificação por espectrofotometria, 500 ng de RNA total foram transcritos reversamente em cDNA. A PCR quantitativa em tempo real (qRT-PCR) foi realizada usando primers específicos para genes (Tabela 2), e as condições de ciclo da PCR foram as seguintes: desnaturação inicial a 95 °C por 30 s, seguida por 40 ciclos de 95 °C por 5 s e 60 °C por 30 s. Os níveis de expressão gênica foram analisados usando o método 2ΔΔCt , com o GAPDH como gene de referência interno.
Análise Western blot em BMMs primários
Após serem pratados em 3 x 106 células por recipiente em recipientes de 6 cm, os BMMs foram tratados com várias intervenções e depois lisados em gelo com tampão de lise RIPA. A proteína total foi coletada e quantificada com um Kit de Ensaio de Proteína BCA. Amostras de proteína (30 μg por pista) foram separadas por SDS-PAGE em géis de poliacrilamida a 12,5% e transferidas para membranas PVDF de 0,2 μm. Após bloqueio por 20 minutos, as membranas foram incubadas durante a noite a 4 °C com os seguintes anticorpos primários: P65 (1:1000), p-P65 (1:1000), IκBα (1:1000), p-IκBα (1:1000) e β-actina (1:1000). No dia seguinte, as membranas foram incubadas com anticorpos secundários por 1 hora em temperatura ambiente. As bandas proteicas foram visualizadas usando um Kit de Detecção de Quimiluminescência ECL e capturadas usando um Sistema Automático de Análise de Imagem por Quimioluminescência.
Coloração de TRAP em tecidos femurais e BMMs
Seções de tecido femoral e BMMs placados em placas de 24 poços em 1 x 10 célulasde 5 poços foram corados usando um kit de coloração com fosfatase ácida resistente a tartrato (TRAP), seguindo o protocolo do fabricante. A superfície do osso trabecular coberta por osteoclasto (Oc.S/BS) em seções de tecido e a área de formação do osteoclasto nas culturas de BMM foram quantificadas usando o software Image-Pro Plus.
Análise estatística
Todos os dados foram apresentados como média ± desvio padrão. Uma ANOVA unidirecional seguida pelo teste de Dunnett foi usada para análise estatística no SPSS. *p < 0,05 e **p < 0,01 foram considerados estatisticamente significativos.