留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

《药学实践与服务》杂志目前不收取审稿费、版面费、加急费等费用,如收到邮件声称是编辑部X编辑,要求加作者微信的,请谨防财产损失!编辑部用于作者校对时绑定微信的邮件通过yxsjzzs@163.com发送,标题是《药学实践与服务》XML数字出版服务微信绑定,请区分开。

巴戟天丸防治D-半乳糖损伤成骨细胞骨丢失的作用及机制研究

徐卫凡 徐武牧 丁卢颖 蒋益萍 夏天爽 辛海量

陈方剑, 骆锦前, 王志君, 胡叶帅, 孙煜昕, 宋洪杰. HPLC-MS/MS同时测定感冒安颗粒中5种黄酮成分的含量[J]. 药学实践与服务, 2024, 42(9): 402-406. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202403030
引用本文: 徐卫凡, 徐武牧, 丁卢颖, 蒋益萍, 夏天爽, 辛海量. 巴戟天丸防治D-半乳糖损伤成骨细胞骨丢失的作用及机制研究[J]. 药学实践与服务, 2023, 41(3): 155-159. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202202030
CHEN Fangjian, LUO Jinqian, WANG Zhijun, HU Yeshuai, SUN Yuxin, SONG Hongjie. Simultaneous determination of five flavonoids in Ganmao’an granules by HPLC-MS/MS[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2024, 42(9): 402-406. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202403030
Citation: XU Weifan, XU Wumu, DING Luying, JIANG Yiping, XIA Tianshuang, XIN Hailiang. Effect and mechanism of Bajitianwan on preventing D-galactose-induced osteoblast bone loss[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2023, 41(3): 155-159. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202202030

巴戟天丸防治D-半乳糖损伤成骨细胞骨丢失的作用及机制研究

doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202202030
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(82004015,82174079)
详细信息
    作者简介:

    徐卫凡,硕士研究生,Tel:13519589969,Email:weifanxu09@qq.com

    通讯作者: 夏天爽,硕士,讲师,Tel:(021)81871308,Email:summer6027@126.com辛海量,博士,教授,研究方向:中药资源与品质评价,Tel:(021)81871309,Email:hailiangxin@163.com

Effect and mechanism of Bajitianwan on preventing D-galactose-induced osteoblast bone loss

  • 摘要:   目的  研究巴戟天丸防治D-半乳糖(D-gal)损伤成骨细胞骨丢失的作用及机制。  方法  采用新生24 h Wistar大鼠提取的原代成骨细胞,利用D-gal对细胞进行干预,并给予巴戟天丸提取物行药物治疗。分别采用MTT法和碱性磷酸酶试剂盒评价细胞的增殖和分化水平;采用DCFH-DA荧光探针对成骨细胞内活性氧(ROS)水平进行测定。采用Western blotting法对磷酸化蛋白激酶B(p-AKT)、蛋白激酶B(AKT)、血红素氧合酶1(HO-1)、醌NADPH脱氢酶1(NQO1)等氧化相关蛋白的表达进行检测,并采用免疫荧光法测定细胞核因子E2相关因子2(Nrf2)的核内表达水平。  结果  巴戟天丸能显著提高D-gal干预细胞的增殖水平和ALP活性,并显著降低细胞内ROS水平。巴戟天丸能够显著促进细胞AKT蛋白的磷酸化,提高HO-1、NQO1的表达水平,进而激活PI3K/AKT信号通路。此外,巴戟天丸提取物还可显著促进成骨细胞核内Nrf2的表达,激活Nrf2信号通路,促进骨形成。  结论  本研究首次明确了巴戟天丸可防治D-半乳糖损伤引起的成骨细胞骨丢失,其作用机制可能与调控PI3K/AKT和Nrf2信号通路关联的氧化应激有关。
  • 流感是一种严重的上呼吸道病毒感染,由于其高毒力和突变率,该病毒仍然是对公众健康的主要威胁。据美国疾病控制与预防中心和世界卫生组织估计,每年有多达65 万人死于季节性流感引起的呼吸道疾病[1]。传统中医药预防和治疗流感病毒导致的感染(如呼吸道肺炎和支气管炎)已成为中国临床上常规治疗策略,发挥了独特的医疗优势[2,3]

    感冒安颗粒是由金银花、连翘、板蓝根、拳参、桑叶、紫苏和荆芥等七味中药制成的复方制剂,临床应用30 多年,具有疏散风邪,解表退热功能,其预防和治疗呼吸道感染的作用已得到很好的临床验证,特别是在病毒感染初期的治疗效果尤其显著,但药效物质基础并不清楚。目前,建立了TLC法对方中的板蓝根和连翘两味药材进行特征鉴别;同时对方中各药味的共有成分绿原酸和齐墩果酸也建立了TLC鉴别方法。在含量限度方面,则建立了制剂中连翘酯苷A的HPLC法。尽管这些获批的标准已用于制剂常规质量控制,但尚需进一步进行质量评价,以期更客观、准确地反映感冒安颗粒的临床疗效。

    由于中药复方复杂的化学成分,它的药理作用是通过多靶点、多途径而实现的。流感病毒感染的病理生理过程主要是病毒的直接作用和宿主免疫反应损伤(如细胞因子风暴所致的炎性损伤和ROS导致的氧化应激损伤)的结果[2,4]。为了研究感冒安颗粒临床效果的药效物质基础,我们对组方各药味的化学成分进行了文献追踪,发现方中药味含有多种黄酮类成分,如异槲皮苷、芦丁、木樨草素及木樨草苷等[5-9]。而黄酮类成分对流感病毒的作用越来越受到关注[10,11]。异槲皮苷抑制流感病毒A和B的复制,与抗病毒药amantadine或者oseltamivir合用可抑制它们导致的耐药病毒出现[12]。槲皮素与流感病毒A H1N1(A/PR/8/34)的神经酰胺酶的结合与zanamivir相当,体内研究也证实了其抗流感病毒能力,可作为抗甲型H1N1流感的有效先导化合物[13]。Zima研究认为木犀草素及其同源物是强效流感核酸内切酶抑制剂,揭示黄酮类化合物的抗流感作用[14]。鉴于此,本研究在总黄酮含量测定的基础上[15],采用HPLC-MS/MS方法建立5 种黄酮类成分的定量方法,不仅为制剂质量评价提供方法学,也为进一步研究感冒安颗粒防治流感病毒引起的呼吸道感染机制奠定物质基础。

    Agilent Technologies 6410 Triple Quad LC/MS仪,配以Triple Quad B.02.01(B2043.12)数据处理软件(美国安捷伦公司);XS205DU电子天平(瑞士梅特勒-托利多仪器有限公司);DL-720A超声波清洗器(上海之信仪器有限公司)。

    感冒安颗粒(本院院内制剂,批号110418、110704、111025、111121、111130、111221、120131、120201、120207、120214);芦丁对照品(中国食品药品检定研究院,供UV法测定,含量以92.5 %计,批号:100080-200707);金丝桃苷对照品(中国食品药品检定研究院,供含量测定用,含量以93.9 %计,批号:111521-201004);木犀草素对照品(中国食品药品检定研究院,供含量测定用,批号:111520-200504);槲皮素对照品(中国食品药品检定研究院,供含量测定用,批号:100081-200406);异槲皮苷对照品(成都曼斯特生物制品有限公司,纯度>99.0 %,批号:MUST-10021901);甲醇为色谱纯;甲酸为分析纯;水为蒸馏水。

    2.1.1   对照品溶液制备

    分别取芦丁、金丝桃苷、异槲皮苷、槲皮素和木犀草素对照品各适量,用甲醇溶解,摇匀,各配制成500 μg/ml的对照品贮备液。分别精密量取5种对照品贮备液适量,稀释成浓度如下:分别含芦丁0.25、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 μg/ml,金丝桃苷0.002、0.008、0.020、0.032、0.044、0.056、0.080 μg/ml,异槲皮苷0.03、0.10、0.25、0.45、0.65、0.95、2.00 μg/ml,槲皮素0.02、0.10、0.20、0.30、0.40、0.60、0.70 μg/ml,木犀草素0.012、0.026、0.040、0.054、0.082、0.096、0.200 μg/ml的混合对照品溶液。

    2.1.2   供试品溶液制备

    按已优化的黄酮提取方法进行[15]。取样品约0.5 g,精密称定,置量瓶中,加70 %甲醇35 ml,超声提取30 min,放冷,过滤,滤液加70 %甲醇溶液定容至50 ml,摇匀,用微孔滤膜(0.45 μm)滤过,即得。

    色谱条件:采用Kromasil C 18(4.6 mm×150 mm,5 μm,100 Å)色谱柱;甲醇(A)- 0.1 %甲酸(B)作为流动相,按0~20 min,35 % A;20~40 min,45 % A梯度洗脱。

    质谱条件:电喷雾负离子化(ESI)源:毛细管电压 3.0 kV;气体温度 350 ℃,气体流速 10 L/min,雾化气压 35 psi。多反应模式(MRM)监测。5种黄酮检测的离子对:芦丁m/z 609.1→300.1、金丝桃苷和异槲皮苷m/z 463.0→300.1、槲皮素m/z 301.0→151.0、木犀草素m/z 285.0→132.9。

    2.3.1   检测限和定量限

    采用上述色谱条件,每个待测化合物对照品用70%甲醇溶液进行系列稀释,分别以信噪比(S/N)等于3和10确定各自的检测限和定量限。结果见表1

    表  1  5种黄酮成分的线性方程、相关系数、线性范围、检测限和定量限
    黄酮化合物 线性方程 相关系数
    r
    线性范围
    (ng/ml)
    检测限
    (ng/ml)
    定量限
    (ng/ml)
    芦丁 Y=24 527X–162.17 0.999 7 250~8 000 0.025 0.50
    金丝桃苷 Y=34 123X1.7381 0.999 1 2~80 0.005 0.01
    异槲皮苷 Y=29 935X+1 597.80 0.999 1 30 ~2 000 0.02 0.50
    槲皮素 Y=19 667X+370.71 0.999 2 20~700 0.02 0.10
    木犀草素 Y=33 076X–177.98 0.999 7 12~200 0.005 0.01
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格
    2.3.2   线性范围考察

    精密量取“2.1.1”项下配制的5 种黄酮成分的对照品混合溶液,照“2.2”项下进样测定,记录各待测组分的峰面积积分值。横坐标为黄酮成分质量浓度(X,ng/ml),纵坐标为峰面积(Y),进行线性回归,计算回归方程和相关系数。结果见表1,表明5 种黄酮成分在各自浓度范围内呈良好的线性关系。

    2.3.3   精密度试验

    精密吸取供试品溶液(批号120131),照“2.2”项下操作,进样,连续测定5 次和连续测定5 d,记录各待测组分的峰面积积分值,计算日内、日间RSD。结果显示,芦丁、金丝桃苷、异槲皮苷、槲皮素和木犀草素的日内精密度RSD分别为1.09 %、1.42 %、1.69 %、0.86 %、1.27 %(n=5),日间精密度RSD分别为1.85 %、1.76 %、1.43 %、2.01 %、1.90 %(n=5),表明仪器精密度良好。

    2.3.4   重复性试验

    取同一批号样品(批号120131)5 份,各0.5 g,精密称定,照“2.1.2”项下方法制备供试品溶液,照“2.2”项下操作,进样,测定峰面积积分值,并进行含量测定。结果显示,芦丁、金丝桃苷、异槲皮苷、槲皮素和木犀草素的含量分别为260.16、1.84、19.76、13.39、3.73 μg/g(n=5),RSD分别为1.51 %、1.73 %、0.90 %、1.44 %、1.68 %(n=5),表明方法的重复性良好。

    2.3.5   加样回收率试验

    取已知含量的样品(批号120131)9 份,每份约0.5 g,精密称定,各精密加入对照品贮备液适量,使已知样品中加入的相当对照品量分别含芦丁140.00 μg、金丝桃苷0.90 μg、异槲皮苷10.00 μg、槲皮素7.00 μg、木犀草素1.90 μg的各对照品贮备液,按“2.1.2”项下的方法制备供试品溶液,照“2.2”项下操作,进样,测定峰面积积分值,计算加样回收率。结果显示,芦丁、金丝桃苷、异槲皮苷、槲皮素和木犀草素的平均加样回收率分别为:102.06%、101.60%、100.63%、102.81%、101.80%(n=9),RSD分别为1.56%、1.93%、0.67%、2.07%、1.84%(n=9)。

    2.3.6   样品含量测定

    取10 个批号的感冒安颗粒,分别按“2.1.2”项下的方法制备供试品溶液,照“2.2”项下操作,进样,测定峰面积积分值,计算含量,结果见表2

    表  2  不同批号感冒安颗粒含量测定结果($\bar x $±s, n=3)
    批号芦丁金丝桃苷异槲皮苷槲皮素木犀草素
    含量(μg/g)RSD(%)含量(μg/g)RSD(%)含量(μg/g)RSD(%)含量(μg/g)RSD(%)含量(μg/g)RSD(%)
    110418479.83±1.990.410.855±0.0040.4920.54±0.251.2314.83±0.050.313.46±0.061.70
    110704198.98±3.011.520.596±0.0061.0511.79±0.201.6815.31±0.130.864.51±0.010.19
    11102532.23±0.260.830.993±0.0121.2613.31±0.000.026.53±0.040.555.15±0.081.58
    11112169.18±1.031.510.499±0.0061.2613.36±0.211.568.04±0.141.695.65±0.071.19
    11113067.53±0.270.400.533±0.0081.5713.36±0.211.547.48±0.121.625.42±0.061.15
    111221275.38±3.611.310.291±0.0020.7311.44±0.020.2115.74±0.020.146.51±0.020.24
    120131264.55±0.510.191.825±0.0120.6820.29±0.040.1713.66±0.021.523.78±0.010.26
    120201239.19±1.550.650.593±0.0101.7618.95±0.060.3318.41±0.211.163.86±0.030.81
    120207109.20±2.141.970.503±0.0040.8318.00±0.211.166.72±0.081.224.21±0.020.37
    120214108.93±0.590.540.461±0.0020.4517.67±0.100.016.32±0.081.194.73±0.010.11
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    为了获得良好的MS结果,优化了检测的离子模式、碎裂电压、碰撞能量等参数,以获得高灵敏度的分子离子和碎片离子。结果显示,ESI采用负离子模式可使待测的黄酮成分有更高的灵敏度。对照品混合液经产物离子扫描显示,芦丁的主要碎片为m/z:300.1、271.0;金丝桃苷和异槲皮苷的主要碎片为m/z:300.1、270.8;槲皮素的主要碎片为m/z:178.6、151.0、120.9、106.9;木犀草素的主要碎片为m/z:150.9、132.9、106.8。依据定量碎片离子选择原则,从远离母离子、裂解方式稳定、碎片离子有足够的丰度等方面进行考察,最终选择的碎裂电压、碰撞能量和定量离子如表3所示。由于金丝桃苷和异槲皮苷是结构异构体,它们有相同分子离子峰[M-H] m/z 463,MS/MS图谱中有相同的产物离子峰m/z 300,这两个化合物通过比较两者在HPLC中的保留时间进行定位。

    表  3  5种黄酮化合物的质谱检测参数
    黄酮化合物母离子产物离子碰撞电压
    U/ V)
    碰撞能量
    U/ eV)
    芦丁609.1300.119038
    金丝桃苷463.0300.117025
    异槲皮苷463.0300.117025
    槲皮素301.0151.013019
    木犀草素285.0132.915037
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    采用已优化的测定条件,感冒安颗粒中5 种黄酮类成分通过与各自标准对照品的保留时间和MS谱图的比较得以鉴别和确认,结果见图1。由于金丝桃苷、异槲皮苷和芦丁均是以槲皮素为苷元,结合不同的糖而形成,金丝桃苷与异槲皮苷还具有相同的分子量,它们的保留时间非常相近。采用HPLC-UV或二极管阵列检测的方法专属性不强,待测成分间相互干扰,很难保证测定结果的准确性。而本研究采用MS/MS-MRM模式测定,实现了准确定量的目的。

    图  1  感冒安颗粒提取液5 种黄酮成分的MRM色谱图
    A. 芦丁的MRM色谱图;B.金丝桃苷、异槲皮素的MRM色谱图;C.槲皮素的MRM色谱图;D.木犀草素的MRM色谱图;1.芦丁;2. 金丝桃苷;3.异槲皮苷;4.槲皮素;5.木犀草素

    本研究采用经优化的超声提取法提取感冒安颗粒中黄酮成分,用所建立的LC-MS/MS方法测定了10 个批号样品,结果显示,每批样品中均为芦丁含量最高,金丝桃苷含量最低;批间样品同种黄酮成分含量存在差异。为了保证感冒安颗粒质量的稳定性,临床疗效的一致性,对其中的主要黄酮成分可以考虑设定最低限度要求。感冒安颗粒是经传统水提醇沉工艺制得的稠膏制粒而成,我们以往的研究表明,制剂中含有大量的酸性成分[16],工艺提取过程中的高温、偏低的pH值可能导致金丝桃苷、异槲皮苷、芦丁等苷类黄酮化合物发生水解反应。本研究将3种黄酮苷对照品及生产工艺获得的稠膏经2 % HCl溶液在80 ℃水浴加热处理30 min,进行HPLC-MS/MS分析,处理后的稠膏样品中金丝桃苷和芦丁含量降低,异槲皮苷和槲皮素含量增加;在3种黄酮苷对照品水解液中,均有槲皮素产生;除此之外,芦丁对照品溶液水解还出现了异槲皮苷。由此可以推测,感冒安颗粒的制备工艺可能导致黄酮类成分的水解和转化。

    本研究采用HPLC-MS/MS同时测定了感冒安颗粒中5 种黄酮类成分的含量,所建立方法的专属性、灵敏度、精密度和准确性均已得到确证,达到了同时测定多种结构相似的黄酮类成分的目的,为其质量标准的建立提供了方法学依据。我们的研究已经证明感冒安颗粒中含有多种酚酸类成分[17],本研究又测定了其中的黄酮类成分。这些成分可能共同作用于流感病毒在宿主内复制的多环节,或者改善流感病毒对机体的炎性损伤,降低炎性细胞因子表达,改善氧化应激损伤,提高机体的免疫力等,充分发挥其多途径和多靶点作用优势,为其预防和治疗流感病毒所致呼吸道感染性疾病奠定物质基础。

  • 图  1  BJTW对D-gal损伤成骨细胞的增殖(A)、ALP活性(B)及ALP染色(C)的影响(n=4)

    **P<0.01,与空白组比较;#P<0.05,##P<0.01,与模型组比较

    图  2  流式细胞仪测BJTW对D-gal损伤成骨细胞内ROS水平的影响(n=3)

    **P<0.01与空白组比较;#P<0.05,与模型组比较

    图  3  BJTW对D-gal损伤成骨细胞中Nrf2、p-AKT/AKT、NQO1及HO-1表达的影响(n=3)

    *P<0.05,与空白组比较;#P<0.05,##P<0.01,与模型组比较

    图  4  激光共聚焦测BJTW对D-gal损伤成骨细胞Nrf2表达的影响(n=3)

    *P<0.05,与空白组比较;#P<0.05,##P<0.01,与模型组比较

  • [1] DOMAZETOVIC V, MARCUCCI G, IANTOMASI T, et al. Oxidative stress in bone remodeling: role of antioxidants[J]. Clin Cases Miner Bone Metab,2017,14(2):209-216. doi:  10.11138/ccmbm/2017.14.1.209
    [2] REN X X, LIU H, WU X M, et al. Reactive oxygen species (ROS)-responsive biomaterials for the treatment of bone-related diseases[J]. Front Bioeng Biotechnol,2022,9:820468. doi:  10.3389/fbioe.2021.820468
    [3] AZMAN K F, ZAKARIA R. D-Galactose-induced accelerated aging model: an overview[J]. Biogerontology,2019,20(6):763-782. doi:  10.1007/s10522-019-09837-y
    [4] KOLOSOVA N G, STEFANOVA N A, KORBOLINA E E, et al. The senescence-accelerated oxys rats: a genetic model of premature aging and age-dependent degenerative diseases[J]. Adv Gerontol,2014,27(2):336-340.
    [5] XU W M, LIU X Y, HE X H, et al. Bajitianwan attenuates D-galactose-induced memory impairment and bone loss through suppression of oxidative stress in aging rat model[J]. J Ethnopharmacol,2020,261:112992. doi:  10.1016/j.jep.2020.112992
    [6] 徐武牧. 巴戟天丸抗老年性骨质疏松作用及其制剂工艺研究[D]. 上海: 海军军医大学, 2020.
    [7] KIM J M, LIN C J, STAVRE Z, et al. Osteoblast-osteoclast communication and bone homeostasis[J]. Cells,2020,9(9):2073. doi:  10.3390/cells9092073
    [8] Katsimbri P. The biology of normal bone remodelling[J]. Eur J Cancer Care (Engl),2017,26(6):2017Nov;26(6).
    [9] 夏天爽, 刘晓燕, 蒋益萍, 等. 啤酒花经抗氧化途径减轻Aβ损伤成骨细胞作用研究[J]. 药学实践杂志, 2021, 39(6):509-514.
    [10] AN J, YANG H, ZHANG Q, et al. Natural products for treatment of osteoporosis: the effects and mechanisms on promoting osteoblast-mediated bone formation[J]. Life Sci,2016,147:46-58. doi:  10.1016/j.lfs.2016.01.024
    [11] AGIDIGBI T S, KIM C. Reactive oxygen species in osteoclast differentiation and possible pharmaceutical targets of ROS-mediated osteoclast diseases[J]. Int J Mol Sci,2019,20(14):3576. doi:  10.3390/ijms20143576
    [12] KUDRYAVTSEVA A V, KRASNOV G S, DMITRIEV A A, et al. Mitochondrial dysfunction and oxidative stress in aging and cancer[J]. Oncotarget,2016,7(29):44879-44905. doi:  10.18632/oncotarget.9821
    [13] SIM H J, KIM J H, KOOK S H, et al. Glucose oxidase facilitates osteogenic differentiation and mineralization of embryonic stem cells through the activation of Nrf2 and ERK signal transduction pathways[J]. Mol Cell Biochem,2016,419(1-2):157-163. doi:  10.1007/s11010-016-2760-8
    [14] 孙晓蕾. 啤酒花及黄腐酚改善铁超载致学习记忆损伤及骨丢失作用研究[D]. 济南: 山东中医药大学, 2021.
    [15] IBÁÑEZ L, FERRÁNDIZ M L, BRINES R, et al. Effects of Nrf2 deficiency on bone microarchitecture in an experimental model of osteoporosis[J]. Oxidative Med Cell Longev,2014,2014:726590.
    [16] RANA T, SCHULTZ M A, FREEMAN M L, et al. Loss of Nrf2 accelerates ionizing radiation-induced bone loss by upregulating RANKL[J]. Free Radic Biol Med,2012,53(12):2298-2307. doi:  10.1016/j.freeradbiomed.2012.10.536
    [17] SAMAKOVA A, GAZOVA A, SABOVA N, et al. The PI3k/Akt pathway is associated with angiogenesis, oxidative stress and survival of mesenchymal stem cells in pathophysiologic condition in ischemia[J]. Physiol Res,2019,68(Suppl 2):S131-S138.
  • [1] 迟文雅, 袁艳, 李伟林, 吴茼妤, 俞媛.  负载骨髓间充质干细胞/白藜芦醇脂质体的水凝胶支架治疗创伤性脑损伤的研究 . 药学实践与服务, 2025, 43(2): 67-74. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202406034
    [2] 曹奇, 张嘉宝, 王培.  基于无监督自动降维分析与手动圈门联用的骨骼肌髓系细胞多色流式分析方法 . 药学实践与服务, 2025, 43(3): 118-122. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202404077
    [3] 施乔, 韩贵焱, 张俊腾, 刘娜.  新型Hsp90抑制剂的设计合成及其抗真菌和抗肿瘤活性研究 . 药学实践与服务, 2025, 43(3): 124-135. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202501019
    [4] 李惠萍, 陈璐, 张琪金, 黄宝康.  紫苏叶挥发油成分的生物合成、含量测定及生物活性研究进展 . 药学实践与服务, 2025, 43(): 1-6. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202412058
    [5] 张紫璇, 高苑, 张利, 李佳莉, 徐希科, 祖先鹏.  中药防治急性肺损伤的活性成分及其作用机制研究进展 . 药学实践与服务, 2025, 43(): 1-7. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202404079
    [6] 徐尧, 马春辉, 李志勇.  高血压对心血管纤维化及sFRP2表达的影响 . 药学实践与服务, 2025, 43(4): 1-5. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202409055
    [7] 周文艳, 胡珊珊, 张万年, 庄春林.  Keap1-Nrf2通路在炎症疾病中的研究进展 . 药学实践与服务, 2025, 43(3): 97-108, 116. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202405013
    [8] 刘丽艳, 余小翠, 孙传铎.  纳武利尤单抗治疗非小细胞肺癌有效性及安全性的Meta分析 . 药学实践与服务, 2024, 42(10): 451-456. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202310044
    [9] 宋雨桐, 夏德润, 顾珩, 唐少文, 易洪刚, 沃红梅.  帕博利珠单抗与铂类化疗方案在晚期非小细胞肺癌一线治疗中的药物经济学评价 . 药学实践与服务, 2024, 42(8): 334-340. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202303023
    [10] 毛智毅, 王筱燕, 陈晓颖, 汤逸斐.  度拉糖肽联合二甲双胍对肥胖型2型糖尿病患者机体代谢、体脂成分及血清脂肪因子的影响 . 药学实践与服务, 2024, 42(7): 305-309. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202305032
    [11] 陈静, 何瑞华, 翁月, 徐熠, 刘静, 黄瑾.  基于网络药理学和分子对接技术探究定清片活性成分治疗白血病的作用机制 . 药学实践与服务, 2024, 42(11): 479-486. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202401073
    [12] 修建平, 杨朝爱, 刘禧澳, 潘乾禹, 韦广旭, 王卫星.  全反式维甲酸对肝星状细胞活化及氧化应激的作用和机制探索 . 药学实践与服务, 2024, 42(7): 291-296. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202312054
    [13] 杨媛媛, 安晓强, 许佳捷, 江键, 梁媛媛.  正极性驻极体联合5-氟尿嘧啶对瘢痕成纤维细胞生长抑制的协同作用 . 药学实践与服务, 2024, 42(6): 244-247. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202310027
    [14] 白学鑫, 陈玉平, 盛春泉, 武善超.  具核梭杆菌小分子抑制剂的筛选及其抗结直肠癌活性研究 . 药学实践与服务, 2024, 42(12): 503-507. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202405009
    [15] 桂明珠, 李静, 李志玲.  儿童伏立康唑的血药浓度与CYP2C19、CYP2C9和CYP3A5基因多态性的相关性研究 . 药学实践与服务, 2024, 42(): 1-5. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202402020
    [16] 赖立勇, 夏天爽, 徐圣焱, 蒋益萍, 岳小强, 辛海量.  中药青蒿抗氧化活性的谱效关系研究 . 药学实践与服务, 2024, 42(5): 203-210, 216. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202211012
    [17] 张广雨, 杜晶, 刘梦珍, 朱丹妮, 闫慧, 刘冲.  新斯的明与山莨菪碱联合应用对肺型氧中毒的保护作用及其机制的研究 . 药学实践与服务, 2024, 42(10): 433-438, 444. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202310049
    [18] 冯志惠, 邓仪卿, 叶冰, 安培, 张宏, 张海军.  雀梅藤石油醚提取物诱导三阴性乳腺癌细胞凋亡的实验研究 . 药学实践与服务, 2024, 42(6): 253-259. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202311055
    [19] 姜涛, 徐卫凡, 蒋益萍, 夏天爽, 辛海量.  巴戟天丸组方对Aβ损伤成骨细胞的作用及基于网络药理学的机制研究 . 药学实践与服务, 2024, 42(7): 285-290, 296. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202305011
  • 加载中
图(4)
计量
  • 文章访问数:  3682
  • HTML全文浏览量:  1627
  • PDF下载量:  20
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-02-14
  • 修回日期:  2022-10-04
  • 网络出版日期:  2023-07-14
  • 刊出日期:  2023-03-25

巴戟天丸防治D-半乳糖损伤成骨细胞骨丢失的作用及机制研究

doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202202030
    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(82004015,82174079)
    作者简介:

    徐卫凡,硕士研究生,Tel:13519589969,Email:weifanxu09@qq.com

    通讯作者: 夏天爽,硕士,讲师,Tel:(021)81871308,Email:summer6027@126.com辛海量,博士,教授,研究方向:中药资源与品质评价,Tel:(021)81871309,Email:hailiangxin@163.com

摘要:   目的  研究巴戟天丸防治D-半乳糖(D-gal)损伤成骨细胞骨丢失的作用及机制。  方法  采用新生24 h Wistar大鼠提取的原代成骨细胞,利用D-gal对细胞进行干预,并给予巴戟天丸提取物行药物治疗。分别采用MTT法和碱性磷酸酶试剂盒评价细胞的增殖和分化水平;采用DCFH-DA荧光探针对成骨细胞内活性氧(ROS)水平进行测定。采用Western blotting法对磷酸化蛋白激酶B(p-AKT)、蛋白激酶B(AKT)、血红素氧合酶1(HO-1)、醌NADPH脱氢酶1(NQO1)等氧化相关蛋白的表达进行检测,并采用免疫荧光法测定细胞核因子E2相关因子2(Nrf2)的核内表达水平。  结果  巴戟天丸能显著提高D-gal干预细胞的增殖水平和ALP活性,并显著降低细胞内ROS水平。巴戟天丸能够显著促进细胞AKT蛋白的磷酸化,提高HO-1、NQO1的表达水平,进而激活PI3K/AKT信号通路。此外,巴戟天丸提取物还可显著促进成骨细胞核内Nrf2的表达,激活Nrf2信号通路,促进骨形成。  结论  本研究首次明确了巴戟天丸可防治D-半乳糖损伤引起的成骨细胞骨丢失,其作用机制可能与调控PI3K/AKT和Nrf2信号通路关联的氧化应激有关。

English Abstract

陈方剑, 骆锦前, 王志君, 胡叶帅, 孙煜昕, 宋洪杰. HPLC-MS/MS同时测定感冒安颗粒中5种黄酮成分的含量[J]. 药学实践与服务, 2024, 42(9): 402-406. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202403030
引用本文: 徐卫凡, 徐武牧, 丁卢颖, 蒋益萍, 夏天爽, 辛海量. 巴戟天丸防治D-半乳糖损伤成骨细胞骨丢失的作用及机制研究[J]. 药学实践与服务, 2023, 41(3): 155-159. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202202030
CHEN Fangjian, LUO Jinqian, WANG Zhijun, HU Yeshuai, SUN Yuxin, SONG Hongjie. Simultaneous determination of five flavonoids in Ganmao’an granules by HPLC-MS/MS[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2024, 42(9): 402-406. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202403030
Citation: XU Weifan, XU Wumu, DING Luying, JIANG Yiping, XIA Tianshuang, XIN Hailiang. Effect and mechanism of Bajitianwan on preventing D-galactose-induced osteoblast bone loss[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2023, 41(3): 155-159. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202202030
  • 衰老是导致老年性骨质疏松症(SOP)的主要致病因素,其通过促进机体活性氧(ROS)的释放诱导氧化应激,从而降低成骨细胞活性,减少其骨形成[1-2]D-半乳糖(D-gal)是一种还原糖,当其浓度达到一定水平时,就会诱导机体发生代谢紊乱,释放大量ROS,最终促进衰老相关疾病的发生[3]。同时,过量的D-gal还可诱导骨质变化,类似于SOP和衰老过程中的骨质丢失[4],严重危害了我国中老年人的身体健康。

    巴戟天丸(Bajitianwan,BJTW)首载于《古今医统大全》,原方用于治疗老年性记忆减退。本课题组前期研究同样表明,巴戟天丸可显著改善D-gal致衰老大鼠的骨微结构,防治骨丢失,证明其具有明确的抗骨质疏松作用;同时还发现巴戟天丸可改善D-gal大鼠的记忆损伤,提示其具有抗老年性骨质疏松潜力[5],然而其在成骨细胞水平上防治D-gal引发骨丢失的作用及机制尚不明确。因此本研究拟采用D-gal损伤成骨细胞,通过成骨细胞活性、氧化应激水平及关键调控通路检测等方法,探究巴戟天丸体外抗老年性骨质疏松症的作用及机制。

    • 成骨细胞:新生24 hWistar大鼠(上海西普尔-必凯实验动物有限公司);胎牛血清(美国Gibco);MTT(上海博光);BCIP/NBT碱性磷酸酯酶显色试剂盒、ALP试剂盒(南京建成);ROS检测试剂盒(上海碧云天);α-MEM培养基(天津灏洋);AKT、p-AKT抗体(美国CST)、Nrf2、HO-1、NQO1抗体(英国Abcam)。

    • 采用二次消化法从新生24 hWistar大鼠颅盖骨中分离提取成骨细胞,将原代成骨细胞培养于α-MEM培养基中(10%胎牛血清),置于37 ℃、5% CO2的恒温培养箱中培养,取第3~5代成骨细胞进行后续指标检测。

    • 将细胞以5×103个/孔接种于无菌96孔板中,孵育24 h。空白组和模型组更换新的完全培养基,给药组分别加入含不同浓度的BJTW水提物的完全培养液(0.001、0.01、0.1、1、10 μg/ml),4 h后模型组和给药组给予D-gal母液进行干预,使完全培养基中D-gal浓度达到100 mol/L。培养48 h后,采用MTT法测定细胞增殖水平。

    • 将细胞以2×104个/孔接种于无菌24孔板中,孵育24 h细胞完全贴壁后,空白组和模型组更换新的完全培养基,给药组分别加入含不同浓度的BJTW完全培养液(0.1、1、10 μg/ml),4 h后模型组和给药组给予D-gal母液进行干预,使培养基中D-gal浓度达到100 mmol/L。培养48 h进行染色,于室温进行避光孵育3 d,洗去工作液后拍照。

      ALP活性检测:按照“1.3”项的方法进行给药,细胞培养48 h后,取上清液,根据说明书测定ALP活性。

    • 将细胞以2×105个/孔接种于6孔板中,孵育24 h细胞完全贴壁后,根据分组加入含不同浓度的BJTW完全培养液(0.1、1、10 μg/ml),4 h后模型组和给药组加入D-gal母液,使其浓度达到100 mmol/L。培养48 h后,吸弃上清液,参照ROS检测试剂盒说明书,装载稀释后的DCFH-DA探针,37 ℃孵育20 min,用0.25%的胰蛋白酶消化细胞并转移至离心管,空白培养基洗涤3次,用300 ml PBS重新混悬细胞后送往流式细胞仪进行检测。

    • 将细胞以2×105个/孔接种于6孔板中,孵育24 h细胞完全贴壁后,根据分组分别加入含不同浓度的BJTW完全培养液(1、10 μg/ml),4 h后模型组和给药组加入D-gal母液,使完全培养基中D-gal浓度达到100 mmol/L。孵育48 h后,吸去上清液,PBS洗涤2次。于冰上对细胞进行裂解提取总蛋白,采用BCA试剂盒对蛋白定量。蛋白变性后,经SDS-PAGE凝胶电泳后转移至PVDF膜进行转膜,室温封闭后,加入相应的一抗(4 ℃环境过夜),1×TBST洗涤3次,加二抗于室温孵育1 h。1×TBST洗涤3次,采用ECL化学发光试剂盒检测。

    • 将细胞以1×105个/孔的密度接种于激光共聚焦皿中,根据分组分别加入含不同浓度的BJTW完全培养液(1、10 μg/ml),4 h后模型组和给药组给予D-gal母液进行干预,使培养基中D-gal浓度达到100 mmol/L。于皿中培养48 h后,弃上清液,PBS洗涤2次后,组织固定液固定细胞,30 min后用PBS清洗2次,加入0.5%Triton X-100通透20 min。PBS清洗2次,皿中加入5%BSA工作液,室温封闭1 h。PBS清洗后加入一抗(4 ℃冰箱过夜),PBS洗涤皿底,加入荧光二抗,于室温环境孵育45 min,PBS清洗皿底,加入DAPI染液,避光环境放置20 min,清洗去除多余的染液,激光共聚焦显微镜拍照。

    • 实验结果用($ \bar{\mathrm{x}} $±s)表示。采用SPSS 22.0软件、单因素方差分析(One-Way ANOVA)方法对实验数据进行分析。

    • D-gal损伤可显著抑制成骨细胞的增殖;药物干预后,BJTW在0.1、1、10 μg/ml浓度下均能够显著提高成骨细胞的MTT水平,增强D-gal损伤成骨细胞的增殖(图1A)。

      图  1  BJTW对D-gal损伤成骨细胞的增殖(A)、ALP活性(B)及ALP染色(C)的影响(n=4)

    • ALP源自成骨细胞的分泌,能够反映骨形成的能力。对给予D-gal干预的成骨细胞所分泌的ALP的活性进行测定。D-gal损伤成骨细胞后,其ALP活性显著降低;药物干预后,BJTW在0.1、1、10 μg/ml浓度下均可提高D-gal损伤成骨细胞的ALP活性(图1B)。

      与此同时,在ALP的催化下,甲苯胺蓝(BCIP)的水解产物会和氯化硝基四氮唑兰(NBT)反应产生不溶的深蓝色至蓝紫色甲瓒结晶。BJTW在0.1、1、10 μg/ml的浓度下均可显著增加培养皿底的甲瓒结晶的颜色深度(图1C),证明其可显著提高D-gal损伤细胞的ALP活性,促进成骨分化。

    • 图2所示,D-gal损伤成骨细胞后,胞内ROS活性显著升高。药物干预后,BJTW在0.1、1、10 μg/ml浓度下均可显著降低D-gal损伤成骨细胞内ROS水平,缓解氧化应激,且该作用呈剂量依赖。

      图  2  流式细胞仪测BJTW对D-gal损伤成骨细胞内ROS水平的影响(n=3)

    • 外源性氧化应激会激活细胞内的PI3K/AKT信号通路,使AKT磷酸化水平上升[6]。如图3所示,D-gal损伤成骨细胞后,p-AKT/AKT水平较空白组显著升高;药物干预后,BJTW在1、10 μg/ml浓度下对p-AKT/AKT的水平的促进作用相较模型组表现更为显著。此外,BJTW还可显著促进其下游蛋白Nrf2、HO-1和NQO1的表达,进而激活氧化应激相关PI3K/AKT通路,缓解氧化损伤。

      图  3  BJTW对D-gal损伤成骨细胞中Nrf2、p-AKT/AKT、NQO1及HO-1表达的影响(n=3)

      Nrf2通路同样是抗氧化的关键通路,在ROS清除方面发挥重要作用。如图4所示,BJTW可显著促进Nrf2的入核表达(图4),提示BJTW抗氧化、促进骨形成作用与激活Nrf2/AKT通路、促进Nrf2入核有关。

      图  4  激光共聚焦测BJTW对D-gal损伤成骨细胞Nrf2表达的影响(n=3)

    • 成骨细胞主要由骨髓间充质干细胞分化而来,在维持骨稳态和骨重建过程中起着至关重要的作用[7]。与此同时,成骨细胞还是骨形成的主要功能细胞,在骨形成过程中经历增殖、分化、矿化和凋亡四个阶段[8-9]。成骨细胞的增殖水平体现骨形成的强弱,其分泌的ALP是成骨细胞分化阶段的关键酶,可介导骨组织矿化[9-10]。ROS是细胞信号传递和其他生理功能所必需的,然而过多的ROS会导致细胞内的氧化还原反应失衡,扰乱正常的生物功能,导致氧化应激[11-12]。本研究中,D-gal损伤成骨细胞后,细胞的增殖及骨形成指标ALP水平明显降低,细胞内活性氧水平显著上升,而巴戟天丸能够显著促进D-gal损伤成骨细胞的增殖能力和ALP活性,并能显著降低细胞内活性氧水平,表明巴戟天丸可通过抑制胞内ROS释放缓解成骨细胞氧化应激,从而增强成骨细胞的活性,以促进骨的形成。

      作为主要的氧化应激调控因子,在骨代谢调控中,Nrf2同样起着重要的作用[13-14]。研究发现,敲除Nrf2基因的小鼠,其股骨的骨密度和骨量显著降低,骨小梁面积减少[15];同时缺失Nrf2会抑制成骨细胞抗氧化酶的表达,提高胞内ROS水平,从而抑制成骨细胞的分化[16]。此外,PI3K/AKT通路作为Nrf2的上游信号通路,在氧化应激调控方面同样起到关键作用[17]。本研究中,药物干预后,巴戟天丸可促进成骨细胞内AKT磷酸化增加,促进Nrf2入核,同时激活下游的HO-1和NQO1的表达,表明巴戟天丸可能通过激活PI3K/AKT和Nrf2信号通路,进而促进通路中相关的蛋白表达,进而增加成骨细胞的抗氧化应激水平,促进骨形成。本研究可为老年性骨质疏松症的临床用药提供一定的实验依据。

参考文献 (17)

目录

/

返回文章
返回