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背景和目的: 骨质疏松是以骨量减少、骨组织的微细结构退化为特征的系统性骨骼疾病,破骨细胞的数量增多及骨吸收异常增加是重要的致病因素。造血干细胞通过巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)的介导作用分化成破骨细胞前体细胞,该细胞表面的 NF-κB受体激活蛋白(RANK)与其配体结合,并激活 NF-κB通路而促使破骨细胞的分化和成熟。已有研究报道,去氢木香内酯(DHC)能通过抑制NF-κB通路从而抑制炎症细胞的分化,但该药是否也能通过类似途径影响破骨细胞而减少骨质疏松至今仍未见相关报道。因此,为明确去氢木香内酯在破骨细胞的分化和吸收功能中的作用,及其对骨形成的影响,本研究进行了一系列细胞实验,并通过体内实验验证该药对模拟绝经后状态的去卵巢小鼠骨丢失的影响。 方法: 实验主要分为两部分,第一部分研究DHC对破骨细胞分化及骨吸收的作用和分子机理,首先为验证DHC是否抑制破骨细胞分化,在含相同浓度的M-CSF和RANKL的骨髓源巨噬细胞中加入不同浓度DHC,并在加入RANKL后第5天进行TRAP染色分析破骨细胞分化程度。通过实时PCR分析 ACP5、CTSK、CTR、DC-STAMP、V-ATPase D2和NFATc1等破骨细胞标记基因的表达以了解DHC对破骨细胞的抑制作用。同时,还使用IKKs,NF-κB,IκBα的特异性抗体进行免疫印迹分析DHC在NF-κB通路中的作用。 第二部分研究DHC对去卵巢小鼠骨丢失的影响。把30只6周龄雌性成年小鼠,随机分成5组:假手术组(SHAM)、单纯去除卵巢组(OVX)、雌激素补充治疗组、低剂量DHC组、高剂量DHC组。SHAM组仅切除卵巢附近少量脂肪组织,其余各组则进行双侧卵巢切除术。术后一周,使用二甲基亞碸(DMSO)分别溶解雌二醇、DHC,并使用生理盐水稀释至所需浓度,分别对雌激素补充治疗组、低剂量DHC组、高剂量DHC组进行腹腔内注射,同时对 SHAM组及 OVX组注射等量生理盐水,并记录小鼠精神状况和体重变化。观察6周后进行骨组织取材,使用μCT对多聚甲醛固定后的骨组织进行扫描并测量骨小梁体积比、骨小梁数目、骨小梁厚度、骨小梁分离度和骨密度等。最后对小鼠的脏器和骨组织进行组织形态学分析。 结果: 第一部分实验显示,当DHC浓度达0.5μM以上时,50ng/ml RANKL诱导BMMs分化为TRAP(+)且含3个以上细胞核的巨大的破骨细胞的形成受到抑制,并呈现浓度依赖性。同时破骨细胞分化相关标记基因ACP5、CTSK、CTR的表达明显下调。免疫印迹实验发现1μM DHC能抑制IKKβ的磷酸化以及IκBα的降解,从而抑制经典NF-κB通路,并抑制NFATc1的表达。第二部分实验表明,与单纯去除卵巢组相比,低剂量、高剂量DHC组小鼠的骨小梁体积比、骨小梁数目以及骨小梁厚度均明显增加(P<0.001),骨密度也较高(P<0.01),而骨小梁分离度则未见明显差异。DHC组小鼠的内脏组织经形态学分析均未见明显病理改变。 结论: 去氢木香内酯通过影响RANKL激活的NF-κB、NFATc1通路,进而影响破骨相关基因的转录及翻译,从而抑制了RANKL诱导的破骨细胞生成。该药对破骨细胞的作用在动物体内同样有效,且没有影响全身其他器官功能。