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研究目的女贞子首载于《神农本草经》,被列为上品,具有补益肝肾,乌须明目、清解虚热的功效。现代药理学研究表明,女贞子具有防治骨质疏松的作用。Sema3A/Nrp1/PlexinA1信号通路可以通过影响β-catenin等下游基因的转录和表达,促进成骨细胞骨形成,同时抑制RhoA和Cathepsin K等蛋白的表达,抑制破骨细胞骨吸收作用,从而发挥双向调节骨重建作用,预防和治疗骨质疏松。因此,本研究拟探索女贞子通过调节Sema3A、Nrp1、PlexinA1、Rac1、β-catenin、RhoA、Cathepsin K 等蛋白的表达,从而激活Sema3A/Nrp1/PlexinA1信号通路而发挥预防和治疗骨质疏松作用机理。研究方法切除SD雌性大鼠双侧卵巢,构建骨质疏松动物模型。将造模成功的大鼠随机均分为三组:模型(OVX)、雌二醇(EV)、女贞子水提液(FLL)。同时,假手术(SHAM)对照组大鼠仅切除卵巢周围与卵巢体积大小相同的脂肪。实验时,FLL组大鼠给予女贞子水提液(3.5g/kg),EV组给予雌二醇混悬液(0.1 g/kg),OVX组大鼠和SHAM组大鼠给予等体积的去离子水,连续灌胃给药12周;12周后取大鼠血清和双侧股骨、胫骨组织。用HE染色和micro-CT法观察、分析骨小梁的形态结构和骨微结构变化,用Discovery Wi双能X线(DEXA)骨密度仪小动物成像仪检测股骨骨密度变化,用ELISA法检测大鼠血清中骨转换标志物CTX-I、PINP水平;用免疫组织化学法、Western blotting法、原位杂交法等检测分析大鼠骨组织Sema3A/Nrp1/PlexinA1信号通路中Sema3A、Nrp1、PlexinA1、Rac1、RhoA、β-catenin、Cathepsin K 等蛋白和基因的表达。研究结果(1)女贞子对去卵巢大鼠骨微结构的影响HE染色表明,大鼠去卵巢12周后,与假手术组大鼠比,模型组大鼠股骨头部位骨小梁结构紊乱、变细、断裂,规则的网状结构被明显破坏;micro-CT结果显示,与假手术组大鼠相比,模型组大鼠股骨的骨小梁分离度(Tb.Sp)、结构模型指数(SMI)、异性程度(DA)明显升高,骨表面积与体积分数比(BV/TV)、骨表面积与体积分数比(BS/BV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数量(Tb.N)、连接密度(Conn.D)明显降低;骨密度检测结果表明去卵巢大鼠股骨的骨密度相对于假手术组大鼠明显下降;血清骨转化指标显示,与模型组大鼠相比,模型组大鼠CTX-I明显升高,PINP明显下降。用女贞子水提液治疗12周后,与模型组大鼠相比,女贞子水提液能明显改善去卵巢大鼠的骨小梁结构;micro-CT结果表明女贞子水提液能明显降低去卵巢大鼠股骨的骨小梁分离度(Tb.Sp)、结构模型指数(SMI)、异性程度(DA),升高骨表面积与体积分数比(BV/TV)、骨表面积与体积分数比(BS/BV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数量(Tb.N)、连接密度(Conn.D)进而改善骨微结构;骨密度分析说明女贞子水提液能提高去卵巢大鼠股骨的骨密度;女贞子水提液能明显降低大鼠血清中CTX-I水平,升高PINP水平而改善骨转换水平;(2)女贞子对Sema3A/Nrp1/PlexinA1信号通路的影响去卵巢造模12周后,Western blotting、免疫组织化学和原位杂交结果表明,与假手术组大鼠相比,模型组大鼠股骨和胫骨中Sema3A、Nrp1、PlexinA1、Rac1蛋白的表达和phosph-β-catenin/β-catenin的比率明显降低,RhoA和Cathepsin K的表达水平明显升高;女贞子水提液治疗12周后发现,与模型组大鼠相比,女贞子水提液能上调去卵巢大鼠骨组织中 Sema3A、Nrp1、PlexinA1、Rac1蛋白的表达和 phosph-β-catenin/β-catenin的比率,提高Sema3A、NRP-1、PlexinA1三聚体的聚合水平,促进Rac1的表达,增加β-catenin的定向转移作用;能下调RhoA蛋白的表达,抑制破骨细胞的转移和成熟,同时降低Cathepsin K的表达而减少骨吸收作用。结论:(1)女贞子水提液能改善去卵巢大鼠的血清骨代谢水平和骨微结构,抑制去卵巢大鼠骨密度的降低从而防治骨质疏松;(2)女贞子水提液通过激活OVX大鼠的Sema3A/Nrp1/PlexinA1信号通路,促进骨形成和抑制骨吸收,发挥改善骨质疏松的双向调节作用,可能是其预防和治疗骨质疏松的重要分子机制之一。