骨疏灵化学成分分析及调控核受体ERα和PPARγ的骨保护作用机制研究

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骨疏灵(Gushuling,GSL)是安徽中医药大学第一附属医院的院内制剂,由淫羊藿、牛膝、黄芪和牡蛎四味中药组成,其在临床上可用于绝经后骨质疏松症(Postmenopausalosteoporosis,PMOP)、老年性骨质疏松症以及糖尿病性骨质疏松症的治疗。GSL临床疗效确切,但发挥药效的成分和机制尚不明确。目的:为了解决临床疗效明确的院内制剂GSL药效物质基础和作用机制不明确的问题,本研究对其化学成分、入血原型成分和主要代谢物及参与的主要代谢途径进行研究,并从核受体的角度,探讨GSL对PMOP大鼠的骨保护作用机理,为GSL在临床上防治骨质疏松症(Osteoporosis,OP)提供科学的实验依据。方法:(1)采用超高效液相色谱四极杆飞行时间串联质谱仪(Ultra-performance liquid chromatography quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometer,UPLC-Q-TOF/MS)结合UNIFI数据分析平台,将质谱采集的GSL样品数据与自建的GSL化学成分数据库导入UNIFI软件,设定各种参数后,利用软件的自动匹配功能得出结果,并对其进行人工复核,进而全面系统的表征GSL化学成分。再通过原子吸收光谱法测定其中无机物的含量。(2)将表征出的GSL化学成分作为自建的GSL入血原型成分数据库,与采集的GSL给药大鼠血清质谱数据一起导入UNIFI软件中,经过分析处理和人工解析后,得到GSL入血原型成分。其后,将GSL入血原型成分作为自建数据库和采集的血清质谱数据一起导入UNIFI软件,利用其代谢物分析模块,得到血清中的主要代谢物及参与的主要代谢途径。(3)通过双侧卵巢摘除的方法建立PMOP动物模型,综合子宫指数、骨组织病理变化、骨参数、骨转化标志物的生化水平等指标评价GSL对PMOP大鼠的骨保护作用,并利用蛋白质印迹法(Western blot,WB)探索其发挥作用的可能机制。结果:(1)自建的GSL化学成分数据库共收录了 354个化合物。最终初步鉴定GSL化学成分共93个,鉴定出的化合物中黄酮类化合物有51个,萜类化合物有18个,苯丙素类化合物有6个,甾类化合物有5个,其他类化合物有13个。无机物含量测定结果表明,GSL钙含量明显高于牡蛎单煎药。(2)GSL给药大鼠血清中共鉴定出20个入血原型成分,包括10个黄酮类入血原型成分,4个三萜类入血原型成分,2个苯丙素类入血原型成分,1个甾类入血原型成分,1个有机酸类入血原型成分及2个其他类入血原型成分。在负离子模式下大鼠血清中共鉴定出42个代谢物,其在正常大鼠体内发生的代谢途径主要有氧化、还原、水合、脱水、脱羧、磷酸化、葡萄糖醛酸化、谷胱甘肽S-结合和乙酰半胱氨酸结合。(3)GSL对双侧卵巢切除后的大鼠子宫重量减轻无增加的作用,可增加去势大鼠的骨密度、骨体积分数、骨小梁厚度,降低骨小梁分离度。苏木素-伊红(Hematoxylin-eosin,HE)染色法结果显示,GSL处理后骨小梁数量减少不明显,排列较规则,连续性和完整性较好。血清骨吸收标志物抗酒石酸酸性磷酸酶(Tartrate resistant acid phosphatase,TRAP)浓度明显降低,雌二醇(Estradiol,E2)和血清骨形成标志物骨碱性磷酸酶(Bone alkaline phosphatase,BALP)和I型前胶原氨基端前肽(Procollagen I N-terminal propeptide,PINP)浓度明显升高。WB结果表明,GSL可能通过激活核受体雌激素受体α(Estrogenreceptorα,ERα)和抑制核受体过氧化物酶体增殖物活化受体γ(Peroxisome proliferator-activated receptor gamma,PPARy)共同调控磷脂酰肌醇-3-激酶(Phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(Protein kinase B,Akt)信号通路来对PMOP大鼠骨组织起到保护作用。结论:本研究完成了 GSL的化学成分、入血原型成分及主要代谢物和主要代谢途径的研究,阐明了 GSL的组成基础以及可能发挥药效的入血成分。同时从核受体调控通路的思路探讨了 GSL对去卵巢大鼠的骨保护作用及其骨保护机制。以上结果为GSL的药效物质基础、质量控制标准和作用机制研究提供了全面的科学实验依据。
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