Abstrakt

Objektiv:
For å undersøke effekten av akteosid på osteoblast- og osteoklastaktivitet hos ovariektomiserte (OVX) mus.

Metoder:
En postmenopausal osteoporose musemodell ble etablert ved ovariektomi (OVX). Femti C57BL/6-mus ble tilfeldig delt inn i fem grupper: sham-operert gruppe, modellgruppe, østrogengruppe, lavdose-acteosidgruppe og høydose-acteosidgruppe, med 10 mus i hver gruppe.

Kroppsvekt ble registrert. Benhistomorfometrisk analyse ble utført ved bruk av mikrocomputertomografi (mikro-CT). Serumnivåer av østradiol (E2), CTX-1, PINP og ALP ble målt ved bruk av tilsvarende analysesett. Livmorvekt ble registrert. TRAP-farging ble brukt for å observere antall osteoklaster. Immunhistokjemi ble brukt for å oppdage Runx2-proteinuttrykk. Sanntids kvantitativ RT-PCR (qRT-PCR) og Western blot-analyse ble brukt for å evaluere uttrykket av markører relatert til bendannelse og benresorpsjon.

Resultater:
Sammenlignet med den falske opererte gruppen, viste mus i modellgruppen signifikant økt kroppsvekt, signifikant redusert livmorvekt og serum E2, PINP og ALP nivåer, og signifikant økte serum CTX-1 nivåer. Benparametere inkludert BMD, BV/TV, Tb.N, Tb.Th, PINP, ALP, Runx2, OCN og Col1 ble signifikant redusert, mens Tb.Sp ble signifikant økt. I lårvev ble ALP-, OCN- og Col1-mRNA-ekspresjon signifikant redusert, mens NFATc1- og c-fos-mRNA-ekspresjon, samt Runx2-, p-IκB og p-Akt-proteinekspresjon, ble betydelig økt (P<0.05P < 0.05P<0.05). The number of osteoclasts was also increased.

Sammenlignet med modellgruppen viste alle behandlingsgruppene signifikant redusert kroppsvekt, signifikant økte serum-PINP- og ALP-nivåer og signifikant reduserte serum-CTX-1-nivåer. BMD, BV/TV, Tb.N, Tb.Th, PINP, ALP, Runx2, OCN og Col1 ble signifikant økt, mens Tb.Sp ble signifikant redusert. I lårvev var ALP-, OCN- og Col1-mRNA-ekspresjonen betydelig økt, mens NFATc1- og c-fos-mRNA-ekspresjonen, samt Runx2-, p-IκB og p-Akt-proteinekspresjonen, ble signifikant redusert (P<0.05P < 0.05P<0.05). The number of osteoclasts was reduced.

Konklusjon:
Acteosid utøver en dobbel regulatorisk effekt på beinremodellering hos OVX-mus. Det kan forbedre OVX-indusert bentap ved å hemme osteoklastmediert benresorpsjon gjennom undertrykkelse av NF-κB/Akt/NFATc1/c-fos-banen, samtidig som det fremmer osteoblastdrevet beindannelse gjennom aktivering av Runx2/OCN/Col1-aksen.

Nøkkelord:
Acteosid; postmenopausal osteoporose; osteoblaster; osteoklaster

Hva er osteoporose?

Osteoporose (OP) er en vanlig og ofte stille skjelettsykdom karakterisert ved redusert benmineraltetthet, forringelse av benmikrostruktur, økt benskjørhet og høyere risiko for brudd. Globalt er omtrent 18,3 % av befolkningen berørt, med postmenopausale kvinner som er spesielt sårbare. Denne tilstanden er kjent som postmenopausal osteoporose (PMOP) [1].

Østrogen spiller en sentral regulatorisk rolle i beinremodellering gjennom flere mekanismer. Under beinremodellering opprettholder osteoklaster og osteoblaster en dynamisk balanse mellom benresorpsjon og bendannelse. Når osteoblastaktiviteten avtar og/eller osteoklastaktiviteten blir overdreven, blir denne balansen forstyrret, noe som fører til alvorlig tap av benmatrise [2].

Derfor kan regulering av funksjonen og dannelsen av osteoblaster og osteoklaster være en effektiv strategi for behandling av østrogenmangelrelatert osteoporose.

Hvorfor se på urteforbindelser for osteoporose?

Gjeldende ordinære medisiner for osteoporose inkluderer bisfosfonater, teriparatid, raloksifen og selektive østrogenreseptormodulatorer. Disse stoffene kan være effektive, men de kan også forårsake uønskede effekter som gastrointestinalt ubehag og i sjeldne tilfeller osteonekrose i kjeven. Disse bekymringene kan begrense langvarig bruk.

De siste årene har økende oppmerksomhet blitt rettet mot tradisjonell urtemedisin for å støtte beinhelsen, spesielt ved postmenopausal osteoporose.

Rehmannia rot, en tradisjonell kinesisk urt, er kjent for å gi næring til nyrene og fremme blodsirkulasjonen. Det brukes ofte i urteformler for osteoporose [3]. Flere kliniske studier har rapportert at kinesiske urteformler som inneholder Rehmannia kan bidra til å forbedre beinmineraltettheten, lindre smerte og forbedre kliniske symptomer hos pasienter med osteoporose [4].

Acteosid er et vannløselig fenyletanoidglykosid som finnes i Rehmannia, Cistanche, Plantago-frø og andre medisinske planter. Det er rapportert å ha antioksidanter, anti-inflammatoriske, antidiabetiske og beindannelsesfremmende aktiviteter [5].

En studie basert på systematisk gjennomgang og datautvinning av flere databaser antydet at akteosid kan være en av de aktive kjernekomponentene i kinesiske urteformler for postmenopausal osteoporose [6]. Nettverksfarmakologiske studier har også indikert at akteosid kan være en viktig aktiv ingrediens i urteformler som Qigu Capsule og Zuogui/Yougui-piller for behandling av postmenopausal osteoporose [7,8].

Disse funnene tyder på at akteosid kan være en lovende naturlig forbindelse for beinhelsen. Imidlertid er dens nøyaktige virkningsmekanisme ennå ikke fullstendig avklart.

Denne studien ble designet for å undersøke effekten av akteosid på osteoblast- og osteoklastaktivitet i en ovariektomisert musemodell, med mål om å gi et vitenskapelig grunnlag for videreutvikling av akteosid i osteoporose-relatert forskning.

 

1. Materialer og instrumenter

1.1 Forsøksdyr

Femti SPF-grade 6 uker gamle hunnmus C57BL/6 ble kjøpt fra Hebei Experimental Animal Center, lisensnummer SCXK (Hebei) 2022-001. Musene veide 20–23 g.

Alle mus ble holdt under en 12-timers lys/mørke-syklus, med romtemperatur kontrollert til 22±3∘C22 \\pm 3^\\circ C22±3∘C, fuktighet ved 55±5%55 \\pm 5\\%55±5%, og tilstrekkelig mat og vann gitt. Etter en uke med adaptiv fôring ble forsøket utført.

1.2 Legemidler og reagenser

Acteosid, med en renhet på 98 % og batchnummer CFN97048, ble kjøpt fra Wuhan ChemFaces.

Estradiolvalerat-tabletter, spesifikasjon 1 mg × 21 tabletter, ble kjøpt fra Bayer Healthcare Co., Ltd., Guangzhou.

Museserum østradiol (E2), alkalisk fosfatase (ALP), type I kollagen tverrbundet C-terminalt telopeptid (CTX-1) og prokollagen type I N-terminalt propeptid (PINP) analysesett ble kjøpt fra Beyotime Biotechnology, Shanghai.

RIPA-lysebuffer ble oppnådd fra Sigma, USA. Bio-Rad DC Protein Assay Kit ble hentet fra Bio-Rad Laboratories, USA. Anti-phospho-Akt, anti-Akt, anti-phospho-IκB og anti-IκB antistoffer ble kjøpt fra Cell Signaling Technology, USA. Anti-Runt-relatert transkripsjonsfaktor 2 (Runx2) antistoff ble kjøpt fra Santa Cruz Biotechnology, USA. TRAP-fargesett ble kjøpt fra Sigma, USA. TRIzol-reagens og RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit ble kjøpt fra Thermo Fisher Scientific, USA.

1.3 Hovedinstrumenter

De viktigste instrumentene som ble brukt inkluderer:

SKYSCAN 1276 mikrocomputertomografiskanner, Bruker Technology, Beijing

SpectraMax M mikroplateleser, Molecular Devices, Shanghai

FA2004N elektronisk analytisk balanse, Sailun Instruments, Beijing

WMP-6105 optisk mikroskop, Wumo Optical Instruments, Shanghai

VeritiPro kvantitativt PCR-system i sanntid og PowerEase elektroforeseapparat, Thermo Fisher Scientific, Shanghai

 

2. Metoder

2.1 Modelletablering og gruppering

C57BL/6 mus ble tilfeldig delt inn i fem grupper:

Skumoperert gruppe

Modellgruppe

Østrogengruppe, 1 mg/kg1 \\text{ mg/kg}1 mg/kg

Lavdose akteosidgruppe, 50 mg/kg50 \\text{ mg/kg}50 mg/kg

Høydose akteosidgruppe, 150 mg/kg150 \\text{ mg/kg}150 mg/kg

Hver gruppe inneholdt 10 mus.

Alle dyrene ble bedøvet med 2% natriumpentobarbital. Et lite snitt ble gjort for å avsløre eggstokkene. Eggstokkene ble forsiktig lokalisert og fjernet for å etablere OVX-modellen. I den falske opererte gruppen ble bare fettvevet nær eggstokkene fjernet.

Etter operasjonen fikk alle mus intramuskulær penicillin med 50 000 U/dag i 3 påfølgende dager.

Etter operasjonen:

Østrogengruppen mottok østradiolvalerat i en dose på 1 mg/kg1 \\text{ mg/kg}1 mg/kg som sonde én gang daglig.

Lav- og høydose-akteosidgruppene mottok akteosid ved sonde en gang daglig.

De sham-opererte og modellgruppene mottok renset vann med 10 mg/kg10 \\text{ mg/kg}10 mg/kg ved sonde.

Mus ble avlivet 4 uker etter operasjonen. Femoralvev og blodprøver ble samlet inn. Femur ble fiksert i 4 % paraformaldehyd i 48 timer og evaluert ved bruk av mikro-CT.

2.2 Mikro-CT-deteksjon

Den venstre lårbenet til hver mus ble skannet ved hjelp av høyoppløselig mikro-CT. Skanningsparametrene var:

Spenning: 50 kV

Strøm: 55 μA

Isotrop oppløsning: 6 μm

Femoral skanning ble utført ved 2 mm proksimalt til vekstplaten, med 720 seksjoner skannet hver gang.

Mikro-CT-data ble analysert ved bruk av INFINITT-Xelis-programvare. De evaluerte strukturelle parameterne inkluderte:

Benmineraltetthet (BMD)

Benvolum/totalt volum (BV/TV)

Trabekulær tykkelse (Tb.Th)

Trabekulær separasjon (Tb.Sp)

Trabekulært tall (Tb.N)

2.3 Biokjemiske indikatorer for blod

Blodprøver ble samlet og sentrifugert ved 1300 r/min i 15 minutter ved 4∘C4^\\circ C4∘C. ELISA-sett ble brukt til å måle serumnivåer av:

CTX-1, en benresorpsjonsmarkør

PINP, en bendannelsesmarkør

ALP, en bendannelsesmarkør

2.4 FELLE-farging

Etter fiksering ble lårbenene fra mus avkalket i EDTA i 10 dager. De ble deretter dehydrert, innebygd i parafin og forberedt i 6 μm seksjoner.

Seksjonene ble utsatt for xylenavvoksing, etanolrehydrering og TRAP-farging. Deretter ble seksjonene dehydrert, ryddet og montert.

2.5 Immunhistokjemi (IHC) farging

For Runx2 immunhistokjemi ble 5 μm seksjoner kuttet ved hjelp av en mikrotom, deretter avvokset og hydrert.

Endogen peroksidase ble blokkert med 0,3 % hydrogenperoksid i PBS i 30 minutter.

For å redusere uspesifikk farging ble seksjoner inkubert i 1 time i PBS som inneholdt 10 % normalt hesteserum og 0,1 % Triton X-100.

Seksjoner ble inkubert over natten ved 4∘C4^\\circ C4∘C med anti-Runx2 primært antistoff ved en fortynning på 1:1000.

Deretter ble seksjoner vasket med PBS og inkubert med biotinylert kanin-anti-geit-IgG i en fortynning på 1:200 i 2 timer, etterfulgt av inkubering med avidin-biotin-peroksidase-kompleks i 1 time.

Antigenfargeutvikling ble utført ved bruk av 3,3'-diaminobenzidintetrahydrokloridløsning inneholdende 0,003 % hydrogenperoksid. Hematoksylinløsning ble brukt til motfarging.

2.6 Kvantitativ RT-PCR i sanntid (qRT-PCR)

RNA ble ekstrahert ved bruk av TRIzol-reagens. Mengden RNA i hver prøve ble normalisert til 1 ug for cDNA-syntese.

cDNA ble syntetisert ved å bruke RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit.

qRT-PCR ble utført ved bruk av Exicycler-96 kvantitativt termisk syklus i sanntid.

Amplifikasjonsparametrene var:

Innledende denaturering ved 95∘C95^\\circ C95∘C i 5 minutter

40 sykluser med tre-trinns PCR:

Denaturering ved 95∘C95^\\circ C95∘C i 1 minutt

Gløding ved 60∘C60^\\circ C60∘C i 30 sekunder

Endelig forlengelse ved 72∘C72^\\circ C72∘C i 1 minutt

Data ble normalisert ved bruk av GAPDH og evaluert som gjennomsnittlige foldendringer. Relativt genuttrykk ble beregnet ved å bruke 2−ΔΔCt2^{-\\Delta\\Delta Ct}2−ΔΔCt-metoden.

2.7 Western blot-analyse

Celler ble lysert ved å bruke RIPA-lysebuffer inneholdende proteasehemmere og fosfatasehemmere I og II.

Proteinkonsentrasjonen ble bestemt ved å bruke Bio-Rad DC Protein Assay Kit.

Like mengder protein, 20 ug20 µg20 ug per bane, ble lastet på 10 % natriumdodecylsulfat-polyakrylamidgelelektroforese (SDS-PAGE) geler og overført til Immobilon-P polyvinylidenfluoridmembraner.

Membraner ble blokkert med 5 % skummet melk i 1 time og deretter inkubert over natten ved 4∘C4^\\circ C4∘C med primære antistoffer.

Etter vask tre ganger med Tris-bufret saltvann inneholdende 0,1 % Tween-20 (TBST), ble membraner inkubert med anti-mus eller anti-kanin IgG pepperrotperoksidase-konjugert sekundært antistoff i en fortynning på 1:3000 i 1 time.

Proteiner ble visualisert ved kjemiluminescens ved bruk av et ECL-sett.

2.8 Statistisk analyse

Alle eksperimentelle tester ble utført minst tre ganger.

Sammenligninger mellom flere grupper ble utført ved å bruke enveis variansanalyse. Parvise sammenligninger mellom grupper ble utført ved bruk av Tukeys multiple sammenligningstest.

SPSS 14.0 programvare ble brukt for statistisk analyse. En verdi av P<0.05P < 0.05P<0.05 was considered statistically significant.

 

3. Resultater

3.1 Effekter av akteosid på serum E2-nivå, livmorvekt, kroppsvekt og livmorindeks hos OVX osteoporotiske mus

Som vist i figur 1, sammenlignet med den sham-opererte gruppen, hadde mus i modellgruppen signifikant lavere serum E2-nivåer, livmorvekt og livmorindeks, mens kroppsvekten var signifikant økt (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Sammenlignet med modellgruppen, viste mus i alle behandlingsgruppene signifikant redusert kroppsvekt (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Figur 1. Effekter av akteosid på serum E₂-nivå, livmorvekt, kroppsvekt og livmorindeks hos OVX osteoporotiske mus

A. Sham-operert gruppe
B. Modellgruppe
C. Østrogengruppe
D. Lavdose akteosidgruppe
E. Høydose akteosidgruppe

Note:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modellgruppe;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

 

3.2 Effekter av akteosid på benhistomorfometriske parametere i OVX osteoporotiske mus

Som vist i figur 2, sammenlignet med den sham-opererte gruppen, viste mus i modellgruppen signifikant redusert BMD, BV/TV, Tb.N og Tb.Th, mens Tb.Sp var signifikant økt (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Sammenlignet med modellgruppen viste alle behandlingsgruppene signifikant økt BMD, BV/TV, Tb.N og Tb.Th, mens Tb.Sp var signifikant redusert (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Figur 2. Effekter av akteosid på benhistomorfometriske parametere i OVX osteoporotiske mus

A. Sham-operert gruppe
B. Modellgruppe
C. Østrogengruppe
D. Lavdose akteosidgruppe
E. Høydose akteosidgruppe

Note:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modellgruppe;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

 

3.3 Effekter av akteosid på serumbeinmetabolismerelaterte indikatorer hos OVX osteoporotiske mus

Som vist i figur 3, sammenlignet med den sham-opererte gruppen, viste mus i modellgruppen signifikant reduserte serum-PINP- og ALP-nivåer, mens CTX-1-nivåene ble betydelig økt (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Sammenlignet med modellgruppen, viste alle behandlingsgruppene signifikant økte serum-PINP- og ALP-nivåer, mens CTX-1-nivåene ble betydelig redusert (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Figur 3. Effekter av akteosid på serumbeinmetabolismerelaterte indikatorer hos OVX osteoporotiske mus

A. Sham-operert gruppe
B. Modellgruppe
C. Østrogengruppe
D. Lavdose akteosidgruppe
E. Høydose akteosidgruppe

Note:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modellgruppe;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

Figur 4. Effekter av akteosid på antall osteoklaster i lårbenet til OVX osteoporotiske mus (TRAP-farging)

A. Sham-operert gruppe
B. Modellgruppe
C. Østrogengruppe
D. Lavdose akteosidgruppe
E. Høydose akteosidgruppe

Figur 5. Effekter av acteosid på Runx2-proteinekspresjon i lårbensvev hos OVX osteoporotiske mus (IHC, ×400)

A. Sham-operert gruppe
B. Modellgruppe
C. Østrogengruppe
D. Lavdose akteosidgruppe
E. Høydose akteosidgruppe

Figur 6. Effekter av akteosid på ALP, OCN, Col1, NFATc1 og c-fos mRNA-ekspresjon i lårbensvev hos OVX osteoporotiske mus

A. Sham-operert gruppe
B. Modellgruppe
C. Østrogengruppe
D. Lavdose akteosidgruppe
E. Høydose akteosidgruppe

Note:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modellgruppe;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

3.4 Effekter av akteosid på antall osteoklaster i lårvev hos OVX osteoporotiske mus

Som vist i figur 4, sammenlignet med den falske opererte gruppen, ble antallet TRAP-positive osteoklaster i modellgruppen økt.

Sammenlignet med modellgruppen ble antallet TRAP-positive osteoklaster redusert i alle behandlingsgruppene.

3.5 Effekter av akteosid på Runx2-proteinekspresjon i lårvev hos OVX osteoporotiske mus

Som vist i figur 5, sammenlignet med den sham-opererte gruppen, ble Runx2-proteinpositivt uttrykk i lårbensvev redusert i modellgruppen.

Sammenlignet med modellgruppen var Runx2-proteinpositivt uttrykk i lårbensvev økt i alle behandlingsgrupper.

3.6 Effekter av akteosid på ALP, OCN, Col1, NFATc1 og c-fos mRNA-ekspresjon i lårvev hos OVX osteoporotiske mus

Som vist i figur 6, sammenlignet med den sham-opererte gruppen, var femoral ALP, OCN og Col1 mRNA-ekspresjon signifikant redusert i modellgruppen, mens NFATc1 og c-fos mRNA-ekspresjon ble betydelig økt (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Sammenlignet med modellgruppen, viste alle behandlingsgruppene signifikant økt ALP-, OCN- og Col1-mRNA-ekspresjon, mens NFATc1- og c-fos-mRNA-ekspresjonen ble signifikant redusert (P<0.05P < 0.05P<0.05).

 

Figur 7. Effekter av acteosid på p-IκB og p-Akt proteinekspresjon i lårbensvev hos OVX osteoporotiske mus

A. Sham-operert gruppe
B. Modellgruppe
C. Østrogengruppe
D. Lavdose akteosidgruppe
E. Høydose akteosidgruppe

Note:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modellgruppe;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

 

4. Diskusjon

Osteoporose er en vanlig metabolsk bensykdom karakterisert ved redusert bentetthet, ødeleggelse av beinmikrostruktur, økt benskjørhet og økt risiko for brudd.

Omtrent 200 millioner mennesker over hele verden er rammet av osteoporose. Med befolkningens aldring legger dens høye forekomst og dødelighet en stor belastning på samfunnet.

Postmenopausal osteoporose er hovedsakelig forårsaket av østrogenmangel og er den vanligste typen osteoporose. Dens typiske trekk inkluderer synkende østrogennivåer og kontinuerlig kalsiumtap med aldring.

Den patologiske mekanismen for osteoporose er preget av redusert benmasse og ødeleggelse av trabekulær mikrostruktur. Dette skyldes direkte ubalanse mellom osteoklastdannelse og osteoblastdannelse [9].

Gitt den viktige påvirkningen av østrogenmangel på osteoporose, brukte denne studien en ovariektomi-indusert musemodell for å evaluere de anti-osteoporotiske effektene av acteosid.

For det første bekreftet denne studien at OVX forårsaket østrogenmangel, livmoratrofi og bentap hos mus, mens eksogent E2-tilskudd forbedret uterusatrofi og bentap hos OVX-mus.

I tillegg fant denne studien at akteosid ikke endret serum E2-nivåer eller livmorvekt hos OVX-mus, men det forbedret beinmineraltetthet og beinmikrostruktur betydelig, og forbedret dermed bentap.

Dette ble reflektert av økt lårbens-BMD, BV/TV, Tb.N og Tb.Th, samt redusert Tb.Sp.

Blant disse parameterne:

BMD evaluerer effektivt graden av bentap.

BV/TV reflekterer spongøs benmasse.

Tb.N, Tb.Sp og Tb.Th brukes hovedsakelig for å evaluere den romlige morfologien til trabekulært bein [10].

 

Hvordan Acteoside kan støtte beinremodellering

En ubalanse mellom bendannelse og benresorpsjon anses som en hovedmekanisme for osteoporose.

Nåværende osteoporosebehandlinger inkluderer hovedsakelig:

Antiresorptive legemidler, som bisfosfonater, som hemmer osteoklastaktivitet

Anabole midler, som parathyroidhormon, som fremmer osteoblastfunksjonen

Selv om disse stoffene har klare fordeler for beinhelsen, kan de også være assosiert med bivirkninger, inkludert kvalme, oppkast, magesmerter og økt risiko knyttet til brystkreft og endometriekreft [11].

En ideell osteoporosestrategi ville være en forbindelse med dobbel regulatorisk aktivitet og færre bivirkninger: en som kan hemme osteoklastdifferensiering samtidig som den øker osteoblastaktiviteten.

Denne studien fant at akteosid reduserte serum CTX-1 nivåer og økte serum PINP og ALP nivåer.

Serum ALP og PINP er markører for bendannelse, mens CTX-I er en markør for benresorpsjon [12].

Disse resultatene tyder på at akteosid kan regulere benmetabolismen hos OVX-mus ved å fremme beindannelse og hemme benresorpsjon, og viser en potensiell dobbel regulatorisk effekt på beinomsetning.

 

Acteoside kan bidra til å redusere osteoklast-mediert benresorpsjon

Histologisk analyse viste at akteosidbehandling reduserte antallet TRAP-positive celler, nemlig osteoklaster, i det trabekulære beinet nær femoralvekstplaten til OVX-mus.

Dette antyder at acteosid kan hemme OVX-indusert osteoklastaktivering.

I beinmikromiljøet er osteoklaster spesialiserte flerkjernede makrofager dannet ved differensiering av monocytter indusert av RANKL og makrofagkolonistimulerende faktor.

Den RANKL-induserte signalkaskaden spiller en kjernerolle i å regulere osteoklastaktivitet. Etter at RANKL binder seg til sin reseptor RANK, rekrutterer den TNF-reseptorassosiert faktor 6, som ytterligere aktiverer nedstrøms NF-KB-banen.

I den klassiske NF-κB-veien binder IκB seg til NF-κB og forhindrer dens nukleære translokasjon. Under osteoklastdifferensiering blir IκB fosforylert og degradert, noe som resulterer i aktivering av NF-κB-banen.

I tillegg spiller Akt en viktig rolle i osteoklastdifferensiering [13]. RANKL- og M-CSF-stimulering kan aktivere Akt, som fremmer NFATc1-kjernelokalisering gjennom fosforylering av glykogensyntasekinase 3, og induserer derved osteoklastdannelse.

Aktivering av NF-κB og Akt utløser uttrykk for de viktigste osteoklastdifferensieringsfaktorene c-fos og NFATc1. Disse to kjerneregulatorene påvirker differensieringen av osteoklastforløpere til modne osteoklaster ved å regulere uttrykket av osteoklastspesifikke gener.

Denne studien fant at akteosidbehandling hemmet IκB-nedbrytning i lårvev hos OVX-mus, og blokkerte derved aktivering av NF-κB-vei. Det reduserte også spesifikt Akt-fosforylering og hemmet c-fos og NFATc1-proteinuttrykk.

Disse resultatene indikerer at acteosid kan hemme osteoklastdifferensiering og forhindre OVX-indusert benresorpsjon ved å blokkere NF-KB- og Akt-banene og nedregulere NFATc1- og c-fos-ekspresjon.

 

Acteoside kan fremme osteoblast-drevet beindannelse

Runx2 er en sentral transkripsjonsfaktor i beindannelse. Det uttrykkes bare i osteoblaster og mineralisert vev og spiller en viktig rolle i osteoblastdifferensiering ved å indusere nøkkel-osteoblastspesifikke markørgener, inkludert ALP, OCN og Col1 [14].

Blant disse:

ALP er en tidlig fenotypisk markør for osteoblastdifferensiering. Dens aktivitet gjenspeiler det innledende stadiet av osteoblastdifferensiering og spiller en viktig rolle i benmineralisering ved å initiere og/eller fremme hydroksyapatittkrystalldannelse i osteoblastmatrisevesikler.

OCN og Col1 kommer til uttrykk i de senere stadiene av osteoblastdifferensiering, som ledsager initieringen av ekstracellulær matrisemineralisering [15].

Gjennom immunhistokjemisk analyse fant denne studien at akteosid økte proteinuttrykket av den osteogene markøren Runx2 i lårbensvev, noe som tyder på at det kan fremme beindannelse hos OVX-mus.

Samtidig ble nedregulering av osteoblastspesifikke markørgener ALP, OCN og Col1 observert i femoralvevet til OVX-mus, mens akteosidbehandling delvis reverserte OVX-indusert undertrykkelse av osteoblastspesifikk gentranskripsjon.

Disse resultatene tyder på at akteosid kan fremme osteogenese ved å forbedre både de tidlige og sene stadiene av osteoblastdifferensiering, og dermed støtte osteoblastdifferensiering og mineralavsetning.

 

Hva dette betyr for folk som er interessert i urtestøtte for osteoporose

For folk som leter etter urte eller naturlige tilnærminger for å støtte beinhelse, tilbyr denne studien en meningsfull vitenskapelig retning.

Acteosid er ikke bare et "kalsiumtilskudd." I stedet antyder denne forskningen at den kan virke dypere ved å hjelpe til med å regulere balansen mellom to viktige typer beinceller:

Osteoblaster, som bygger bein

Osteoklaster, som bryter ned bein

Sunne bein avhenger av balansen mellom disse to prosessene. Ved postmenopausal osteoporose blir benresorpsjonen ofte sterkere enn bendannelse, noe som fører til gradvis bentap.

I følge denne musestudien kan acteosid bidra til å gjenopprette denne balansen ved å:

Støtter osteoblastrelatert beindannelse

Reduserer osteoklastrelatert benresorpsjon

Forbedring av beinmineraltetthet og trabekulær beinstruktur

Regulering av sentrale molekylære veier relatert til beinremodellering

For kunder som er interessert i urtebeinhelseprodukter, gir dette et lovende forskningsgrunnlag for akteosidrike planteekstrakter som Rehmannia og Cistanche.

Det er imidlertid viktig å være ansvarlig og realistisk: denne studien ble utført på mus, ikke mennesker. Akteosid bør derfor ikke presenteres som en velprøvd kur mot osteoporose hos mennesker. Personer diagnostisert med osteoporose bør konsultere en kvalifisert helsepersonell, spesielt hvis de allerede bruker reseptbelagte medisiner eller hormonrelatert terapi.

Likevel, for de som søker en naturlig benstøttestrategi, er akteosid en forbindelse det er verdt å ta hensyn til fordi det støttes av ny mekanistisk forskning.

 

Konklusjon

Oppsummert ser det ut til at akteosid har en dobbel regulatorisk effekt på beinremodellering hos OVX-mus.

Det kan hemme osteoklastmediert benresorpsjon ved å undertrykke aktivering av NF-κB/Akt/NFATc1/c-fos-banen.

Samtidig kan det fremme osteoblast-drevet beindannelse ved å aktivere Runx2/OCN/Col1-aksen.

Gjennom disse mekanismene forbedret akteosid OVX-indusert økning i benresorpsjon og reduksjoner i bendannelse, og bidro til slutt med å redusere bentap hos mus.

Denne forskningen ble imidlertid kun utført i en dyremodell. Fremtidige studier bør etablere tilsvarende cellemodeller for ytterligere å utforske hvordan acteosid regulerer osteoblast- og osteoklastfunksjon in vitro. Flere humane kliniske studier er også nødvendig før akteosid kan anbefales som et terapeutisk alternativ for osteoporose.

Foreløpig representerer acteosid en lovende naturlig forbindelse for videre utvikling innen beinhelse og osteoporose-relatert forskning.

---

Referanser

[1] Brown JP. Langtidsbehandling av postmenopausal osteoporose.Endocrinol Metab (Seoul), 2021, 36(3): 544–552.

[2] Fischer V, Haffner-Luntzer M. Interaksjon mellom bein og immunceller: Implikasjoner for postmenopausal osteoporose.Semin Cell Dev Biol, 2022, 123: 14–21.

[3] He Yuchi, Liu Ya. Utforskning av den molekylære mekanismen til Liuwei Dihuang Pill i behandling av diabetesrelatert osteoporose basert på nettverksfarmakologi og molekylær docking.Tradisjonell kinesisk medisin, 2025, 14(7): 6.

[4] Tan Xiaoyan, Li Xinhua, Chen Guanghua, et al. Klinisk effekt av Liuwei Dihuang Pill kombinert med zoledronsyre i behandlingen av postmenopausal osteoporose.China Journal of Pharmaceutical Economics, 2024, 19(10): 47–51.

[5] Xiao Y, Ren Q, Wu L. Den farmakokinetiske egenskapen og farmakologiske aktiviteten til akteosid: En gjennomgang.Biomed Pharmacother, 2022, 153: 113296.

[6] Zhou Yu. Systematisk evaluering og medisineringsregelutforskning av resepter for tradisjonell kinesisk medisin sammensatte for postmenopausal osteoporose og mekanismen for Gujindan intervensjonsterapi. Avhandling. Changchun: Changchun University of Chinese Medicine, 2023.

[7] Wu Tingyu, Yu Pei, Liu Zhiqiang, et al. Mekanisme av Qigu Capsule mot osteoporose basert på nettverksfarmakologi.Journal of Xinyu University, 2021, 26(5): 29–37.

[8] Sun Qianhui. Studie på effekten av Zuogui Pill og Yougui Pill på osteogenese, adipogenese og apoptose av benmargsmesenkymale stamceller hos ovariektomiserte rotter. Avhandling. Shenyang: Liaoning universitet for tradisjonell kinesisk medisin, 2017.

[9] Zhang QY, Gong HB, Jiang MY, et al. Regulering av enzymatisk lipidperoksidasjon i osteoblaster beskytter mot postmenopausal osteoporose.Nat Commun, 2025, 16(1): 758.

[10] Wang Dongdong, Ren Weimin, Chen Kai, et al. Prediktiv verdi av mikro-CT-parametere for residiv etter osteoporotisk vertebral kompresjonsfrakturkirurgi.Bildevitenskap og fotokjemi, 2022, 40(1): 22–27.

[11] Brown JP. Langtidsbehandling av postmenopausal osteoporose.Endocrinol Metab (Seoul), 2021, 36(3): 544–552.

[12] Migliorini F, Maffulli N, Spiezia F, et al. Biomarkører som terapiovervåking for postmenopausal osteoporose: En systematisk oversikt.J Orthop Surg Res, 2021, 16(1): 318.

[13] Udagawa N, Koide M, Nakamura M, et al. Osteoklastdifferensiering ved RANKL- og OPG-signalveier.J Bone Miner Metab, 2021, 39(1): 19–26.

[14] Gomathi K, Akshaya N, Srinaath N, et al. Regulering av Runx2 ved post-translasjonelle modifikasjoner i osteoblastdifferensiering.Life Sci, 2020, 245: 117389.

[15] Sharma AR, Lee YH, Gankhuyag B, et al. Effekt av alumina-partikler på osteogenes evne til osteoblaster.J Funksjon Biomater, 2022, 13(3): 105.