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背景及目的:破骨细胞是体内唯一具有骨吸收功能的细胞,其过度激活不仅常见于绝经期的骨质疏松,也见于炎症性的疾病如细菌感染引起的骨丢失、类风湿性关节炎(RA)、肿瘤骨转移等骨破坏性疾病。靶向破骨细胞、抑制破骨细胞生成或功能的药物已成为预防和治疗相关骨破坏性疾病的重要手段。RANKL和M-CSF是破骨细胞生成和分化中的关键因子。RANKL与其同源受体RANK的结合能激活细胞内的信号通路,包括NF-κB通路,MAPK/AP-1(c-Fos)通路以及NFATcl通路等。NFATcl是破骨细胞分化的重要转录因子,NFATcl的激活诱导破骨细胞相关基因的生成以启动破骨细胞的分化和成熟。硝基苯酯倍半萜类(nitrobenzoyl sesquiterpenoid,NS)是海洋曲霉真菌特有的次级代谢产物,在我们研究之前文献仅报道了 5个NS类天然产物,其中第5个新的硝基苯酯倍半萜 6β,9α-dihydroxy-14-p-nitrobenzoylcinnamolide(NS4)是我们的项目合作者在2014年从海藻来源的曲霉真菌Aspergillus ochraceus Jcma1F17中所发现。我们对该株曲霉真菌的次生代谢产物进一步挖掘,进行抗炎免疫活性的深入研究。在这里,我们对曲霉真菌Aspergillus ochraceus Jcma1F17进行大发酵并分离纯化NSs,通过RANKL诱导的NF-κB荧光素酶活性和破骨细胞TRAP实验评估NSs对破骨前体细胞RAW264.7细胞的抑制活性,并进一步探究其对破骨细胞生成和骨吸收的影响以及分子机制。实验方法:1、对曲霉真菌Aspergillus ochraceus JcmalF17的大发酵产物进行硅胶、葡聚糖凝胶、反相C-18硅胶分离以及HPLC纯化,并通过MS、NMR、OR和CD等鉴定,确定NSs的结构。通过LPS诱导的NF-κB荧光素酶活性对NSs进行初步筛选。2、通过RANKL诱导的NF-κB荧光素酶活性和TRAP实验评估NSs对破骨前体细胞RAW264.7的抑制作用,并利用分子对接阐明NSs的结构与抑制破骨活性的关系;通过MTT、CCK-8以及流式检测抑制破骨活性最强的NS对RAW264.7以及BMMs的细胞毒性,并进一步检测NS对RANKL诱导的破骨细胞生成和骨吸收功能的影响。3、利用NF-κB和NFATc1的稳转株检测NS对RANKL诱导的NF-κB与NFATc1的荧光素酶报告基因的表达影响;通过Western blot或者Confocal检测NS 对 p-IκBα、p65 与 Rel-B 核转位、MAPK、NFATc1 以及 DC-STAMP 的蛋白水平的影响;通过Real-time PCR检测NS对RANKL诱导的破骨细胞生成相关基因表达的影响。4、建立LPS诱导的小鼠炎症性骨破坏模型,Micro-CT、HE和TRAP染色评价NS对骨破坏的保护作用。实验结果:1、分离并鉴定了 7个化合物的结构,包括2个新的硝基苯酯倍半萜NS1与NS3,1个新的天然产的硝基苯酯倍半萜NS2,3个已知的硝基苯酯倍半萜NS4、NS5、NS6,以及1个倍半萜的衍生物7;其中NS4抑制LPS诱导的NF-κB荧光素酶活性最强。2、NS4对RANKL诱导的NF-κB荧光素酶活性和破骨细胞生成的抑制作用最强;分子对接表明NS4与NF-κB p65蛋白的结合最好,C-14连接的硝基苯甲酰基和C-9连接的羟基是抑制破骨细胞生成的必需基团;MTT、CCK-8以及流式结果表明NS4在2μM时对RAW264.7和BMMs细胞无明显毒性作用;NS4(0.5-2 μM)抑制RANKL诱导的破骨细胞的生成和骨吸收功能。3、NS4可能通过抑制NF-κB通路的IκBa的磷酸化,p65与Rel-B的核转位以及NFATc1、DC-STAMP的表达而不是MAPK-c-Fos信号来抑制RANKL诱导的破骨细胞生成。4、Micro-CT以及HE、TRAP的染色结果表明,无论是低剂量(1mg/kg)还是高剂量(5mg/kg)的NS4都能缓解LPS诱导的小鼠骨破坏。实验结论:1、发现了新的硝基苯酯倍半萜NS1与NS3;2、阐明了硝基苯酯倍半萜新的抑制破骨细胞生成的药理作用;3、NS4可以作为潜在的破骨细胞分化抑制剂治疗骨破坏相关疾病。